本实用新型专利技术涉及烧结金刚石硬质合金复合片并合成单晶金刚石装置，叶腊石具有用于配装碳管和导电钢圈的通孔，碳管装于其内，碳管内配装盐管，装有硬质合金基座和金刚石微粉的金属杯放入盐管内，上下端口封装有盐片，叶腊石的通孔上下端装入碳片和导电钢圈，碳片与碳管、盐管以及盐片相贴合；导电钢圈具有用于配装陶瓷绝缘杯和陶瓷隔热片的通孔，陶瓷绝缘杯装于其内，陶瓷绝缘杯内装入用于合成单晶金刚石的合成柱，陶瓷绝缘杯的端口封装有陶瓷隔热片。合成柱由高纯石墨和Fe、Ni、Co 3元金属粉末混合组成，利用烧结金刚石硬质合金复合片时叶腊石块内部高温，向上下传热至上下导电钢圈，使合成柱满足合成单晶金刚石条件，合成出单晶金刚石。金刚石。金刚石。
【技术实现步骤摘要】
烧结金刚石硬质合金复合片并合成单晶金刚石装置
[0001]本技术涉及一种烧结金刚石硬质合金复合片同时合成单晶金刚石的高温高压合成装置。
技术介绍
[0002]金刚石硬质合金复合片由金刚石微粉和硬质合金基座在高温高压条件下烧结而成，上部为金刚石层，下部为硬质合金基座，具有金刚石的高硬度、高耐磨性和硬质合金的抗冲击性能，用于制造金刚石钻头，应用于石油、天然气、页岩气的勘探和开采。
[0003]单晶金刚石，具有广泛的工业用途，如矿山开采、建材切割、建材表面抛光，对硬质材料进行机械切割、研磨、抛光都是单晶金刚石的用武之地，在工业化人造金刚石行业中，单晶金刚石产量占总产量的90％以上。
[0004]目前，制作金刚石硬质合金复合片和制作单晶金刚石分别采用不同的装置和工艺，制备成本较高。
技术实现思路
[0005]本技术的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种烧结金刚石硬质合金复合片并合成单晶金刚石装置。
[0006]本技术的目的通过以下技术方案来实现：
[0007]烧结金刚石硬质合金复合片并合成单晶金刚石装置，特点是：包含叶腊石、盐管和碳管，叶腊石具有用于配装碳管和导电钢圈的通孔，碳管装于其内，碳管内配装盐管，装有硬质合金基座和金刚石微粉的金属杯放入盐管内，上下端口封装有盐片，叶腊石的通孔上下端装入碳片和导电钢圈，碳片与碳管、盐管以及盐片相贴合；所述导电钢圈具有用于配装陶瓷绝缘杯和陶瓷隔热片的通孔，陶瓷绝缘杯装于其内，陶瓷绝缘杯内装入用于合成单晶金刚石的合成柱，陶瓷绝缘杯的端口封装有陶瓷隔热片。
[0008]进一步地，上述的烧结金刚石硬质合金复合片并合成单晶金刚石装置，其中，导电钢圈的材质为A3钢、45钢、GCr12钢或304不锈钢。
[0009]进一步地，上述的烧结金刚石硬质合金复合片并合成单晶金刚石装置，其中，陶瓷绝缘杯的电绝缘性能与陶瓷隔热片的电绝缘性能相同。
[0010]进一步地，上述的烧结金刚石硬质合金复合片并合成单晶金刚石装置，其中，陶瓷绝缘杯的材质为BeO陶瓷、BN陶瓷、MgO陶瓷或AlN陶瓷。
[0011]进一步地，上述的烧结金刚石硬质合金复合片并合成单晶金刚石装置，其中，陶瓷隔热片的材质为Al2O3陶瓷、SiC陶瓷、Si3N4陶瓷或ZrO2陶瓷。
[0012]进一步地，上述的烧结金刚石硬质合金复合片并合成单晶金刚石装置，其中，合成柱由石墨与Fe、Ni、Co 3元金属粉末混合组成，石墨为单晶金刚石的前驱物，其在Fe、Ni、Co 3元金属作为触媒催化下，于高温高压下转化成单晶金刚石。
[0013]本技术与现有技术相比具有显著的优点和有益效果，具体体现在以下方面：
[0014]本技术充分利用环形导电钢圈的体积，装入合成单晶金刚石所用的合成柱，合成柱由高纯石墨和Fe、Ni、Co 3元金属粉末混合组成，利用烧结金刚石硬质合金复合片时叶腊石块内部1500～1600℃高温，向上下传热至上下导电钢圈，使导电钢圈内的合成柱满足合成单晶金刚石条件，从而合成出单晶金刚石，生产金刚石硬质合金复合片的同时还生产出具有商业价值的单晶金刚石。
[0015]本技术的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术具体实施方式了解。本技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0017]图1：本技术装置的截面结构示意图；
[0018]图2：导电钢圈的截面结构示意图；
[0019]图3：实施例1～3的一个烧结周期产出的对比示意图。
具体实施方式
[0020]下面将结合本技术实施例中附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0021]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本技术的描述中，方位术语和次序术语等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0022]如图1～2所示，烧结金刚石硬质合金复合片并合成单晶金刚石装置，包含叶腊石1、盐管6和碳管5，叶腊石1具有用于配装碳管5和导电钢圈2的通孔，碳管5装于其内，碳管5内配装盐管6，装有硬质合金基座和金刚石微粉的金属杯7放入盐管6内，上下端口封装有盐片4，叶腊石1的通孔上下端装入碳片3和导电钢圈2，碳片3与碳管5、盐管6以及盐片4相贴合；导电钢圈2具有用于配装陶瓷绝缘杯8和陶瓷隔热片10的通孔，陶瓷绝缘杯8装于其内，陶瓷绝缘杯8内装入用于合成单晶金刚石的合成柱9，陶瓷绝缘杯8的端口封装有陶瓷隔热片10。
[0023]其中，导电钢圈2的材质为A3钢、45钢、GCr12钢或304不锈钢，充分考虑其高导电性、低热传导性、优良的耐热性以及获取的便利性。
[0024]陶瓷绝缘杯8的电绝缘性能与陶瓷隔热片10的电绝缘性能相同。陶瓷绝缘杯8的材质为BeO陶瓷、BN陶瓷、MgO陶瓷或AlN陶瓷，具有优良的导热性和电绝缘性能。陶瓷隔热片10的材质为Al2O3陶瓷、SiC陶瓷、Si3N4陶瓷或ZrO2陶瓷，具有优良的隔热保温性能和电绝缘性能。
[0025]合成柱9由石墨与Fe、Ni、Co 3元金属粉末混合组成，石墨为单晶金刚石的前驱物，其在Fe、Ni、Co 3元金属作为触媒催化下，于高温高压下转化成单晶金刚石。
[0026]在烧结金刚石硬质合金复合片的同时生产出单晶金刚石的工艺为：
[0027]对金刚石微粉进行酸、碱净化处理，硬质合金基座表面喷砂去除杂质，将净化处理过的硬质合金基座和金刚石微粉装入金属杯7内，将已装入硬质合金基座和金刚石微粉的金属杯放入真空炉内进行高温净化处理，将净化处理后的金属杯扣上盖杯，装入合成块，将合成块放入六面顶压机内进行高温高压烧结；
[0028]六面顶压机通过将60～100MPa的高压油注入直径500～850mm的油缸，推动六只活塞向中心移动，当前部的钉锤接触到合成块(六面体)的六个面后挤压合成块，高压通过叶腊石传递，电流通过上下导电钢圈2传入碳片3与碳管5，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.烧结金刚石硬质合金复合片并合成单晶金刚石装置，其特征在于：包含叶腊石(1)、盐管(6)和碳管(5)，叶腊石(1)具有用于配装碳管(5)和导电钢圈(2)的通孔，碳管(5)装于其内，碳管(5)内配装盐管(6)，装有硬质合金基座和金刚石微粉的金属杯(7)放入盐管(6)内，上下端口封装有盐片(4)，叶腊石(1)的通孔上下端装入碳片(3)和导电钢圈(2)，碳片(3)与碳管(5)、盐管(6)以及盐片(4)相贴合；所述导电钢圈(2)具有用于配装陶瓷绝缘杯(8)和陶瓷隔热片(10)的通孔，陶瓷绝缘杯(8)装于其内，陶瓷绝缘杯(8)内装入用于合成单晶金刚石的合成柱(9)，陶瓷绝缘杯(8)的端口封装有陶瓷隔热片(10)。2.根据权利要求1所述的烧结金刚石硬质合金复合片并合成单晶金刚石装置，其特征在于：...
【专利技术属性】
技术研发人员：江雨明，黄慧滨，张彩琴，陈莉，
申请(专利权)人：苏州思珀利尔工业技术有限公司，
类型：新型
国别省市：
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