【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及超高压合成，尤其涉及一种用于高温高压条件下培育无色钻石的腔体装置及其方法。
技术介绍
1、人工培育钻石主要有两种技术路径，一种是高温高压法，即通过六面顶压机在1300-1600摄氏度、60亿帕以上的高温高压环境下，以石墨为原材料，在催化剂的作用下将石墨转化成钻石原石；另一种是微波等离子化学气相沉积法，在充满氢气和含碳气体的真空室内，能量源分解气体分子，碳原子向较冷、平坦的钻石种子板扩散、结晶，实现金刚石晶体的生长。
2、现有技术公开了部分有关超高压合成
的专利文件，申请号为cn200810141515.8的中国专利技术专利，公开了一种六面顶压机结构，包括铰链梁、通过销轴与铰链梁相连接的连杆，铰链梁的中心为活动安装活塞的活塞腔体，在活塞腔体的外部四周设有突出的四对连接耳体，在每对连接耳体的同一轴线上均开有耳体销轴孔，连杆插接在每对连接耳体之间，在连杆头部开有连杆销轴孔，销轴穿插在耳体销轴孔和连杆销轴孔上；铰链梁共分为六个铰链梁，相互垂直分布在六个方向上。
3、现有技术在通过高温高压法培育人工钻石时，通过利用六面顶压机进行高温高压培育，将压制后的石墨柱放置在六个顶压端之间形成的腔体内部，并通过持续的高温高压对石墨柱进行培育，钻石培育结束后，需要使六个顶压端相互远离从而将钻石从顶压端形成的腔体中取出，当六个顶压端远离后，腔体内部的高温高压在与大气接触后会迅速降低，在对下一个石墨柱加工培育时，又要重新对腔体内部重新进行增温增压，增加了钻石培育过程中的生产成本，并且影响了钻石的培育效率，不利于钻
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种用于高温高压条件下培育无色钻石的腔体装置及其方法。
2、为达到以上目的，本专利技术采用的技术方案为：一种用于高温高压条件下培育无色钻石的腔体装置，包括上合模和下合模，所述上合模和所述下合模的四个侧面均开设有半圆侧孔，且所述上合模和所述下合模的中心处均开设有垂直圆孔，所述垂直圆孔和相邻的所述半圆侧孔均相互连通，所述上合模和所述下合模之间连接有组合固定机构；
3、所述上合模和所述下合模之间连接有活动换料机构，通过活动换料机构的作用，对所述上合模和所述下合模之间的物料进行密封更换。
4、优选的，所述活动换料机构包括两个卸料槽和两个上料槽，两个所述卸料槽分别开设在所述上合模和所述下合模相邻的一侧，两个所述上料槽分别开设在所述上合模和所述下合模相邻的一侧，所述卸料槽和所述上料槽相对设置，且与相邻的所述垂直圆孔相连通，两个所述卸料槽之间滑动密封有卸料杆，所述卸料杆的一端沿着所述卸料槽延伸至所述上合模和所述下合模的外部后固定连接有安装板，所述下合模的侧面固定连接有两个限位销，所述限位销均滑动插接在所述安装板上，所述下合模的底部固定安装有第一液压气缸，所述第一液压气缸的活塞轴固定连接在所述安装板的一侧，两个所述上料槽之间滑动密封有上料杆，所述上料杆的沿着所述上料槽延伸至所述上合模和所述下合模的外部，所述下合模的侧面固定连接有l形板，所述l形板的一侧固定安装有第二液压气缸，所述第二液压气缸的活塞轴贯穿所述l形板且延伸至所述l形板的内部后固定连接在所述上料杆的一端上，所述上合模和所述下合模上均开设有垂直槽，所述垂直槽分别和相邻的所述上料槽相连通，两个所述垂直槽的内部共同滑动密封有换料杆，所述换料杆上开设有两个换料槽，其中一个所述换料槽和两个所述上料槽相连通，另一个所述换料槽位于所述上合模的上方，所述上合模的顶部固定连接有安装架，所述安装架的顶部固定安装有第三液压气缸，所述第三液压气缸的活塞轴贯穿所述安装架且延伸至所述安装架的内部后固定连接在所述换料杆的顶部。
5、优选的，所述上料槽和所述卸料槽分别位于相邻的两个所述半圆侧孔之间，所述卸料杆和所述上料杆相邻的一端均开设有限位槽。
6、优选的，所述组合固定机构包括两组安装环，两组所述安装环分别固定连接在所述上合模和所述下合模的侧面，每组所述安装环的数量为两个，相邻的两个所述安装环之间共同插设有连接螺栓，所述连接螺栓的底端均螺纹连接有限位螺母。
7、优选的，所述上合模的底部呈圆周阵列固定连接有两个定位销，所述下合模的顶部呈圆周阵列开设有两个定位孔，所述定位销分别滑动插接在相邻的所述定位孔内部。
8、一种高温高压条件下培育无色钻石的腔体装置的使用方法，该方法包括以下步骤：
9、步骤一、通过组合固定机构的作用将上合模和下合模固定组装在一起，然后使六面顶压机侧面的四个顶压端分别移动至相邻的半圆侧孔形成的圆形孔状内部，接着使六面顶压机下方的顶压端沿着下合模上的垂直圆孔向上移动并且和侧面的四个顶压端接触形成矩形放置腔，然后将用于培育的石墨柱放置在矩形放置腔的内部，最后使六面顶压机上方的顶压端沿着上合模上的垂直圆孔向下移动并且和四个顶压端接触对矩形放置腔的顶部进行密封；
10、步骤二、石墨柱在六个顶压端形成的腔室中通过高温高压进行持续培育，并且在培育结束后，侧面的四个顶压端沿着相邻的半圆侧孔形成的圆形孔状内部后退，且上方的顶压端沿着相邻的垂直圆孔向上移动；
11、步骤三、通过活动换料机构的作用，对培育后形成的钻石从上合模和下合模之间进行卸料，并且在卸料后将新的石墨柱移动至顶压端形成的腔室中继续进行培育。
12、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
13、1、通过在六面顶压机的顶压端之间设置上合模和下合模，将培育后的钻石从上合模和下合模之间进行卸料，并更换新的石墨柱进行培育，利用上合模和下合模对顶压端之间的高温高压进行保护，有效的防止顶压端相互远离后高温高压快速逸散的情况产生，减少腔体内部重新进行增温增压的时间，降低了钻石培育过程中的生产成本，提高了钻石的培育效率。
14、2、第一液压气缸的活塞轴同步带动卸料杆返回初始位置，再通过第二液压气缸的活塞轴反向移动使上料杆返回初始位置，最后通过第三液压气缸的活塞轴移动带动换料杆返回初始位置，从而完成钻石的卸料以及石墨柱的上料，在换料的过程中通过上合模和下合模对多个顶压端之间进行密封，减少顶压端远离时的高温高压逸散，减少下一次培育时的进行升温升压所花费的准备时间，提高连续培育的效率。
15、3、上料槽和卸料槽位于相邻的两个半圆侧孔之间，从而减少顶压端对上料和卸料的影响，通过在卸料杆和上料杆相邻的一端开设限位槽，并通过限位槽的限位作用，提高推动卸料以及上料过程中的稳定性。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种用于高温高压条件下培育无色钻石的腔体装置，其特征在于，包括上合模(1)和下合模(2)，所述上合模(1)和所述下合模(2)的四个侧面均开设有半圆侧孔(3)，且所述上合模(1)和所述下合模(2)的中心处均开设有垂直圆孔(4)，所述垂直圆孔(4)和相邻的所述半圆侧孔(3)均相互连通，所述上合模(1)和所述下合模(2)之间连接有组合固定机构；
2.根据权利要求1所述的一种用于高温高压条件下培育无色钻石的腔体装置，其特征在于，所述活动换料机构包括两个卸料槽(5)和两个上料槽(6)，两个所述卸料槽(5)分别开设在所述上合模(1)和所述下合模(2)相邻的一侧，两个所述上料槽(6)分别开设在所述上合模(1)和所述下合模(2)相邻的一侧，所述卸料槽(5)和所述上料槽(6)相对设置，且与相邻的所述垂直圆孔(4)相连通，两个所述卸料槽(5)之间滑动密封有卸料杆(7)，所述卸料杆(7)的一端沿着所述卸料槽(5)延伸至所述上合模(1)和所述下合模(2)的外部后固定连接有安装板(8)，所述下合模(2)的侧面固定连接有两个限位销(9)，所述限位销(9)均滑动插接在所述安装板(8)上，所述下
3.根据权利要求2所述的一种用于高温高压条件下培育无色钻石的腔体装置，其特征在于，所述上料槽(6)和所述卸料槽(5)分别位于相邻的两个所述半圆侧孔(3)之间，所述卸料杆(7)和所述上料杆(11)相邻的一端均开设有限位槽(19)。
4.根据权利要求1所述的一种用于高温高压条件下培育无色钻石的腔体装置，其特征在于，所述组合固定机构包括两组安装环(20)，两组所述安装环(20)分别固定连接在所述上合模(1)和所述下合模(2)的侧面，每组所述安装环(20)的数量为两个，相邻的两个所述安装环(20)之间共同插设有连接螺栓(21)，所述连接螺栓(21)的底端均螺纹连接有限位螺母(22)。
5.根据权利要求4所述的一种用于高温高压条件下培育无色钻石的腔体装置，其特征在于，所述上合模(1)的底部呈圆周阵列固定连接有两个定位销(23)，所述下合模(2)的顶部呈圆周阵列开设有两个定位孔(24)，所述定位销(23)分别滑动插接在相邻的所述定位孔(24)内部。
6.一种高温高压条件下培育无色钻石的腔体装置的使用方法，适用于权利要求1-5任意一项所述的一种高温高压条件下培育无色钻石的腔体装置，其特征在于，该方法包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种用于高温高压条件下培育无色钻石的腔体装置，其特征在于，包括上合模(1)和下合模(2)，所述上合模(1)和所述下合模(2)的四个侧面均开设有半圆侧孔(3)，且所述上合模(1)和所述下合模(2)的中心处均开设有垂直圆孔(4)，所述垂直圆孔(4)和相邻的所述半圆侧孔(3)均相互连通，所述上合模(1)和所述下合模(2)之间连接有组合固定机构；
2.根据权利要求1所述的一种用于高温高压条件下培育无色钻石的腔体装置，其特征在于，所述活动换料机构包括两个卸料槽(5)和两个上料槽(6)，两个所述卸料槽(5)分别开设在所述上合模(1)和所述下合模(2)相邻的一侧，两个所述上料槽(6)分别开设在所述上合模(1)和所述下合模(2)相邻的一侧，所述卸料槽(5)和所述上料槽(6)相对设置，且与相邻的所述垂直圆孔(4)相连通，两个所述卸料槽(5)之间滑动密封有卸料杆(7)，所述卸料杆(7)的一端沿着所述卸料槽(5)延伸至所述上合模(1)和所述下合模(2)的外部后固定连接有安装板(8)，所述下合模(2)的侧面固定连接有两个限位销(9)，所述限位销(9)均滑动插接在所述安装板(8)上，所述下合模(2)的底部固定安装有第一液压气缸(10)，所述第一液压气缸(10)的活塞轴固定连接在所述安装板(8)的一侧，两个所述上料槽(6)之间滑动密封有上料杆(11)，所述上料杆(11)的沿着所述上料槽(6)延伸至所述上合模(1)和所述下合模(2)的外部，所述下合模(2)的侧面固定连接有l形板(12)，所述l形板(12)的一侧固定安装有第二液压气缸(13)，所述第二液压气缸(13)的活塞轴贯穿所述l形板(12)且延伸至所述l形板(12)的内部后固定连接在所述上料杆(11)的一端上，所述上合模(1)和所述下合模(2)上均开设有垂直槽(14)，所述垂直槽(...
【专利技术属性】
技术研发人员：闫双伟，闫小伟，吴美芳，魏书彪，
申请(专利权)人：河南省豫星碳材有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。