【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及金刚石生产的，特别是涉及一种低温低压合成金刚石的装置。
技术介绍
1、金刚石是一种由碳元素组成的矿物，是石墨的同素异形体，也是常见的钻石的原身。金刚石是自然界中天然存在的最坚硬的物质，金刚石的特性可以制作玻璃刀头、划线器和金刚钻等工业用品，也可以将金刚石经过修磨加工成钻石而用于人们的佩戴。
2、金刚石可以分为天然金刚石和人造金刚石，其中人造金刚石主要分为两种方法，一种是高温高压合成法，一种是气相沉积法(cvd)，也称低温低压合成法。其中是高温高压合成法是通过模拟金刚石的生长环境，将生长室加热到1300至1600℃，加压至5～10gpa，使碳元素在高温高压的作用下形成金刚石。其中气相沉积法的主要原理是将含碳的气体和氢气通过电离室中进行电离，使碳元素在气体中被电离出来，之后碳元素沉积到电离室的种钻上形成金刚石即可；其中气相沉积法在生产过程中的压力和温度均小于高温高压合成钻石法的压力和温度，所以气相沉积法又称低温低压合成钻石法。
3、现有技术中，专利申请号为“cn200920254333.1”的气相沉积金刚石的装置，其包括直流电弧喷射等离子炬，真空室，衬底，在真空室和等离子炬间设有气体回用机构……，其在生产时，将甲烷和氢气通入真空室进行电离，之后碳元素被电离出来，之后碳元素沉积到真空室的底部形成金刚石即可。
4、其在使用过程中发现，在使用气相沉积法大规模生产金刚石的过程中，由于天然气中95％的气体均为甲烷，所以为了控制原材料的成本，金刚石生产厂家一般会选择使用天然气当做甲烷气体通入真空
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提供一种在生产用于制作钻石的金刚石时，可以将原料气体中的硫化物去除，减少了金刚石中的杂质，使金刚石的透光率和品相更好，便于推广和销售的低温低压合成金刚石的装置。
2、本专利技术的低温低压合成金刚石的装置，包括底板、电离箱、密封门、等离子发生器、氢气罐、气泵a和真空泵，电离箱固定安装在底板上端，电离箱的内部设置有腔室，电离箱腔室的下端设置有基板，电离箱的前部设置有密封门，等离子发生器固定安装在电离箱上端，等离子发生器的输出端位于电离箱腔室的上部，氢气罐固定安装在底板上端，氢气罐的输出端通过气泵a与电离箱的腔室连通，真空泵安装在电离箱的上部，真空泵的输入端与电离箱的腔室连通，真空泵和氢气罐上均设置有阀门，基板上设置有降温装置；还包括除杂装置、天然气罐、气管a和气泵b，天然气罐固定安装在底板上端，天然气罐的输出端通过气管a和气泵b与除杂装置连接，气泵b固定安装在底板上端，气管a上设置有阀门，除杂装置的输出端与吸收箱腔室的上部连通，除杂装置用于去除气体中的硫化物；首先打开密封门，之后将种钻放在电离箱腔室内的基板上，之后关闭密封门，然后打开真空泵，使电离箱腔室内的气体经由真空泵排出，之后关闭真空泵上的阀门，之后打开气管a上的阀门，之后打开气泵b，使天然气罐中的天然气依次经由气管a和气泵b进入除杂装置中取出天然气中的硫化物气体，之后纯净的天然气进入电离箱中，然后打开氢气罐上的阀门和气泵a，使氢气经由氢气罐和气泵a进入电离箱的腔室内与天然气混合，之后打开等离子发生器，使等离子发生器的输出端放电，使天然气被电离为碳原子和氢原子，之后碳原子沉积在温度较低的基板上的种钻上，使种钻吸附碳原子长成为金刚石即可；其在生产用于制作钻石的金刚石时，可以将原料气体中的硫化物去除，减少了金刚石中的杂质，使金刚石的透光率和品相更好，便于推广和销售。
3、优选的，所述除杂装置包括支架、吸收箱、水泵、水管a、旋转接头、透气板、水管b、喷洒管、驱动装置和输气装置，吸收箱通过支架固定安装在底板上端，吸收箱的内部设置有空腔，气泵b的输出端与吸收箱空腔的下部连通，水泵固定安装在底板上端，水泵的输入端与吸收箱空腔的下部连通，水泵的输出端通过水管a与旋转接头的输入端连接，旋转接头固定安装在透气板上，透气板固定安装在吸收箱空腔的上部，透气板上设置有多组透气孔，水管b转动安装在透气板和旋转接头上，水管b的输入端与旋转接头的输出端连接，水管b的输出端与喷洒管的输入端连接，喷洒管的输出端设置有多组喷头，驱动装置安装在水管b和透气板上，驱动装置用于对水管b的旋转进行驱动，输气装置的输入端与吸收箱的空腔连通，输气装置的输出端与电离箱的腔室连通；吸收箱空腔的下部通入有用于去除硫化物的吸收剂液体，当天然气通入到吸收箱空腔内后，打开水泵，使吸收箱空腔下部的吸收剂依次经由水泵、水管a、旋转接头和水管b进入喷洒管中，之后吸收剂经由喷洒管上的多组喷头喷洒出来，同时打开驱动装置，驱动装置通过水管b带动喷洒管旋转，喷洒管带动多组喷头旋转，多组喷头在旋转的过程中使吸收剂均匀的喷洒在吸收箱的空腔下部，天然气在吸收箱空腔下部向上升的过程中，充分的与吸收剂接触，吸收剂将天然气中的硫化物气体吸收，之后纯净的天然气经由透气板上的多组透气孔进入到吸收箱空腔上部，之后打开输气装置，使纯净的天然气经由输气装置进入电离箱中使用即可；通过喷洒管的旋转，使吸收剂可以均匀的喷洒在吸收箱空腔下部与天然气接触，对天然气的除杂效果更好，提高了可靠性。
4、优选的，所述驱动装置包括第一锥轮、第二锥轮、驱动轴、固定板和驱动电机，第一锥轮固定安装在水管b上，第一锥轮与第二锥轮啮合，第二锥轮固定安装在驱动轴左端，驱动轴转动安装在固定板和吸收箱上，固定板固定安装在透气板上，驱动轴的右端与驱动电机的输出端连接，驱动电机固定安装在吸收箱上；打开驱动电机，驱动电机带动驱动轴旋转，驱动轴通过第二锥轮使第一锥轮带动水管b旋转，水管b带动喷洒管旋转，随着喷洒管的旋转，使吸收剂经由喷洒管均匀的喷洒在吸收箱空腔下部，增加了天然气与吸收剂的接触面积，除杂效果更好。
5、优选的，所述输气装置包括气泵c、输气管、阀门a、回流管、阀门b和甲烷浓度检测器，气泵c固定安装在吸收箱的上部，气泵c的输入端与吸收箱空腔的上部连通，气泵c的输出端与输气管的输入端连接，输气管的输出端与电离箱连接，阀门a固定安装在输气管上，回流管的输入端与输气管连接，回流管的输出端与吸收箱空腔的下部连通，阀门b安装在回流管上，甲烷浓度检测器安装在吸收箱的上部；天然气在经由透气板进入吸收箱空腔的上部时，打开甲烷浓度检测器，甲烷浓度检测器检测天然气中甲烷气体的浓度，若甲烷气体的浓度合格，则代表天然气中杂质气体降低到规定标准，此时关闭阀门b，打开阀门a，之后打开气泵c，使吸收箱空腔上部的天然气依次经由气泵c和输气管进入电离本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种低温低压合成金刚石的装置，包括底板(1)、电离箱(2)、密封门(3)、等离子发生器(4)、氢气罐(5)、气泵A(6)和真空泵(7)，电离箱(2)固定安装在底板(1)上端，电离箱(2)的内部设置有腔室，电离箱(2)腔室的下端设置有基板，电离箱(2)的前部设置有密封门(3)，等离子发生器(4)固定安装在电离箱(2)上端，等离子发生器(4)的输出端位于电离箱(2)腔室的上部，氢气罐(5)固定安装在底板(1)上端，氢气罐(5)的输出端通过气泵A(6)与电离箱(2)的腔室连通，真空泵(7)安装在电离箱(2)的上部，真空泵(7)的输入端与电离箱(2)的腔室连通，真空泵(7)和氢气罐(5)上均设置有阀门，基板上设置有降温装置；其特征在于，还包括除杂装置、天然气罐(8)、气管A(9)和气泵B(10)，天然气罐(8)固定安装在底板(1)上端，天然气罐(8)的输出端通过气管A(9)和气泵B(10)与除杂装置连接，气泵B(10)固定安装在底板(1)上端，气管A(9)上设置有阀门，除杂装置的输出端与吸收箱(12)腔室的上部连通，除杂装置用于去除气体中的硫化物。
2.如权利要求1所述的
3.如权利要求2所述的一种低温低压合成金刚石的装置，其特征在于，所述驱动装置包括第一锥轮(19)、第二锥轮(20)、驱动轴(21)、固定板(22)和驱动电机(23)，第一锥轮(19)固定安装在水管B(17)上，第一锥轮(19)与第二锥轮(20)啮合，第二锥轮(20)固定安装在驱动轴(21)左端，驱动轴(21)转动安装在固定板(22)和吸收箱(12)上，固定板(22)固定安装在透气板(16)上，驱动轴(21)的右端与驱动电机(23)的输出端连接，驱动电机(23)固定安装在吸收箱(12)上。
4.如权利要求2所述的一种低温低压合成金刚石的装置，其特征在于，所述输气装置包括气泵C(24)、输气管(25)、阀门A(26)、回流管(27)、阀门B(28)和甲烷浓度检测器(29)，气泵C(24)固定安装在吸收箱(12)的上部，气泵C(24)的输入端与吸收箱(12)空腔的上部连通，气泵C(24)的输出端与输气管(25)的输入端连接，输气管(25)的输出端与电离箱(2)连接，阀门A(26)固定安装在输气管(25)上，回流管(27)的输入端与输气管(25)连接，回流管(27)的输出端与吸收箱(12)空腔的下部连通，阀门B(28)安装在回流管(27)上，甲烷浓度检测器(29)安装在吸收箱(12)的上部。
5.如权利要求1所述的一种低温低压合成金刚石的装置，其特征在于，所述电离箱(2)上设置有干燥装置，干燥装置的输出端与电离箱(2)的腔室连通，干燥装置的输入端与输气管(25)的输出端连接。
6.如权利要求1所述的一种低温低压合成金刚石的装置，其特征在于，所述电离箱(2)上设置有观察窗。
7.如权利要求2所述的一种低温低压合成金刚石的装置，其特征在于，所述吸收箱(12)上设置有压力传感器。
8.如权利要求1所述的一种低温低压合成金刚石的装置，其特征在于，所述密封门(3)上设置有把手。
...【技术特征摘要】
1.一种低温低压合成金刚石的装置，包括底板(1)、电离箱(2)、密封门(3)、等离子发生器(4)、氢气罐(5)、气泵a(6)和真空泵(7)，电离箱(2)固定安装在底板(1)上端，电离箱(2)的内部设置有腔室，电离箱(2)腔室的下端设置有基板，电离箱(2)的前部设置有密封门(3)，等离子发生器(4)固定安装在电离箱(2)上端，等离子发生器(4)的输出端位于电离箱(2)腔室的上部，氢气罐(5)固定安装在底板(1)上端，氢气罐(5)的输出端通过气泵a(6)与电离箱(2)的腔室连通，真空泵(7)安装在电离箱(2)的上部，真空泵(7)的输入端与电离箱(2)的腔室连通，真空泵(7)和氢气罐(5)上均设置有阀门，基板上设置有降温装置；其特征在于，还包括除杂装置、天然气罐(8)、气管a(9)和气泵b(10)，天然气罐(8)固定安装在底板(1)上端，天然气罐(8)的输出端通过气管a(9)和气泵b(10)与除杂装置连接，气泵b(10)固定安装在底板(1)上端，气管a(9)上设置有阀门，除杂装置的输出端与吸收箱(12)腔室的上部连通，除杂装置用于去除气体中的硫化物。
2.如权利要求1所述的一种低温低压合成金刚石的装置，其特征在于，所述除杂装置包括支架(11)、吸收箱(12)、水泵(13)、水管a(14)、旋转接头(15)、透气板(16)、水管b(17)、喷洒管(18)、驱动装置和输气装置，吸收箱(12)通过支架(11)固定安装在底板(1)上端，吸收箱(12)的内部设置有空腔，气泵b(10)的输出端与吸收箱(12)空腔的下部连通，水泵(13)固定安装在底板(1)上端，水泵(13)的输入端与吸收箱(12)空腔的下部连通，水泵(13)的输出端通过水管a(14)与旋转接头(15)的输入端连接，旋转接头(15)固定安装在透气板(16)上，透气板(16)固定安装在吸收箱(12)空腔的上部，透气板(16)上设置有多组透气孔，水管b(17)转动安装在透气板(16)和旋转接头(15)上，水管b(17)的输入端与旋转接头(15)的输出端连接，水管b(17)的输出端与喷洒管(18)的输入端连接，喷洒管(18)的输出端设置有多组喷头，驱动...
【专利技术属性】
技术研发人员：邵增明，张存升，
申请(专利权)人：河南省力量钻石股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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