專利名稱：合成超硬材料用超高壓高溫室的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電加熱裝置，特別是用以合成人造金剛石或立方氮化硼等超硬材料的超高壓高溫室。
人造金剛石是在超高壓高溫下合成的，市售的工業(yè)用人造金剛石大都采用靜壓法制成，所說靜壓法是將葉蠟石材料制成的六面體超高壓高溫室置于六面頂壓機(jī)中，通過強(qiáng)電流高溫加熱以石墨為主體的物料制成。所用六面體超高壓高溫室外形為六面正方體，中心為軸孔形物料室，物料室底部形成凸肩形，如圖2所示，凸肩處的電帽孔15中放置導(dǎo)電帽7。高溫室1中心的物料室4中填入物料后在其上部加蓋葉蠟石等材料制成的密封環(huán)16，密封環(huán)的孔中裝入導(dǎo)電帽14。所說導(dǎo)電帽是在瓶蓋形金屬套中填滿葉蠟石材料制成。這種高溫室在超高壓生產(chǎn)人造金剛石或立方氮化硼中存在高溫場分布梯度大的問題，加于導(dǎo)電帽上的電流經(jīng)圓環(huán)形帽體進(jìn)入物料中時向物料中心集中，至另一端導(dǎo)電帽時又分開流向該導(dǎo)電帽的環(huán)形帽體，造成溫度分布不勻；另外，物料與主方體接觸，超高壓高溫室本身所含微量元素對人造金剛石生長過程存在污染。因此，用現(xiàn)有超高壓高溫室合成的金剛石，其牌號為MBD8、SMD，粒度為50／60及粗的鋸片級含量僅為18－23％之間。此外由于導(dǎo)電帽與硬質(zhì)合金頂錘接觸面積小，頂錘容易損壞，每萬克粒人造金剛石的硬質(zhì)合金頂錘消耗20至25公斤之間，導(dǎo)致產(chǎn)品成本高，經(jīng)濟(jì)效益不佳。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種新型合成超硬材料用超高壓高溫室，通過改進(jìn)超高壓高溫室的形狀結(jié)構(gòu)，以較大幅度提高人造金剛石鋸片級含量，降低硬質(zhì)合金頂錘消耗，使產(chǎn)品成本有較大幅度下降，以提高工業(yè)生產(chǎn)中的經(jīng)濟(jì)效益。
本實(shí)用新型的目的是通過如下方案實(shí)現(xiàn)的在立方體中心設(shè)置圓柱形通孔，在通孔的中間部位安裝由堿鹵鹽、滑石、葉臘石、白云石等高溫保溫材料制成的襯套，襯套的內(nèi)壁設(shè)有金屬襯層；該超高壓高溫室還設(shè)有裝于襯套兩端并與通孔匹配的金屬片及導(dǎo)電帽。
使用本實(shí)用新型合成合成超硬材料用超高壓高溫室生產(chǎn)超硬度材料(人造金剛石或立方氮化硼)，因兩端的導(dǎo)電帽面積加大(原上導(dǎo)電帽裝于密封環(huán)中，本新型導(dǎo)電帽與原密封環(huán)直徑相同)，與硬質(zhì)合金頂錘接觸面積加大，因而減輕了頂錘在高壓高溫下被損壞的可能性，降低了損壞率，硬質(zhì)合金頂錘消耗率可降至平均每萬克拉15公斤以下，本超高壓高溫室在高壓高溫控制中，電流經(jīng)由一端導(dǎo)電帽，到半套端部金屬片。再經(jīng)襯套內(nèi)金屬襯層及物料(石墨)、另端金屬片到達(dá)另端導(dǎo)電帽，形成電加熱場，其電流分布均勻，形成較均勻電熱場。另外襯套又起到保溫作用，金屬襯套及兩端金屬片形成的密封環(huán)境可避免高溫室的微量元素污染。因此，可提高優(yōu)質(zhì)金剛合成的比例，其MBD8、SMD牌號粒度為50／60及粗的鋸片級含量可提高到35％以上，且強(qiáng)度高。由于頂錘消耗的降低，產(chǎn)品成本可降低15％左右，經(jīng)濟(jì)效益顯著增加。
以下結(jié)合附圖作進(jìn)一步說明


圖1為本實(shí)用新型合成超硬材料用超高壓高溫室結(jié)構(gòu)示意圖圖2為原有高溫室結(jié)構(gòu)示意圖如
圖1所示，本超高壓高溫室是在立方體1的中心設(shè)有圓柱形通孔，通孔中部設(shè)有襯套2，襯套的內(nèi)壁設(shè)有金屬襯層3，金屬襯層內(nèi)為物料室4；在裝入物料后，兩端用金屬片8、13蓋住，最后在通孔兩端裝入導(dǎo)電帽7、14，也即金屬片裝于導(dǎo)電帽的內(nèi)端，上述金屬片及導(dǎo)電帽的直徑應(yīng)與立方體的通孔匹配；為了進(jìn)一步改善物料室內(nèi)的溫度場，提高金剛石的生長效果，可設(shè)置由石墨與AL203、堿鹵鹽或石英砂在高溫高壓下不相變成有微量相變，具有增加電阻性能材料制成的加熱片6、11，該加熱片呈圓片形；密封環(huán)9、12內(nèi)徑與加熱片匹配，外圓與立方體通孔匹配。在使用時，先在襯套2兩端裝入金屬片5、10，該金屬片與導(dǎo)電帽內(nèi)端的金屬片外徑相同，然后再放入密封環(huán)及加熱片。導(dǎo)電帽及其內(nèi)端的金屬片在加熱片之外。
權(quán)利要求1.合成超硬材料用超高壓高溫室，其特征是在立方體中心設(shè)置圓柱形通孔，在通孔的中間部位安裝由堿鹵鹽、白云石等高溫保溫材料制成的襯套(2)，襯套的內(nèi)壁設(shè)有金屬襯層(3)，該超高壓高溫室還設(shè)有裝于襯套兩端并與通孔匹配的金屬片及導(dǎo)電帽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成超硬材料用超高壓高溫室，其特征是設(shè)置由石墨與AL203，堿鹵鹽或石英砂等在高溫高壓下不相變或有微量相變，且具有增加電阻性能材料制成的加熱片(6、11)，該加熱片呈圓片形；密封環(huán)(9、12)內(nèi)徑與加熱片匹配，外圓與立方體通孔匹配。
專利摘要一種供合成人造金剛石或立方氮化硼的裝置——超硬材料用超高壓高溫室。在立方體中心設(shè)圓柱形通孔，通孔中部安設(shè)襯套，襯套上有金屬襯層，使用時襯套兩端裝金屬片，其外安裝導(dǎo)電帽。本高溫室內(nèi)高溫場分布梯度極小，并有金屬襯層屏蔽防止對物料的污染，可使產(chǎn)品鋸片級含量大幅度增長，且強(qiáng)度高。同時頂錘與導(dǎo)電帽接觸面積增大，頂錘消耗明顯降低，經(jīng)濟(jì)效益增長顯著。
文檔編號B01J3/06GK2210708SQ9520419
公開日1995年10月25日 申請日期1995年3月10日 優(yōu)先權(quán)日1995年3月10日
發(fā)明者王春生, 王世庫 申請人:北京晶鑫磊非金屬材料有限責(zé)任公司