[实用新型]一种工业化生产宝石级金刚石组装结构

说明书

技术领域

本实用新型属于金刚石合成装置技术领域，具体涉及一种工业化生产宝石级金刚石组装结构。

背景技术

宝石级金刚石主要是靠温度梯度法在高温高压下产生的，现有的金刚石组装结构如图1所示，包括中空腔结构的叶腊石块1、叶腊石块1上下两端的导电钢圈2和外围加热传压体，导电钢圈2内填充有白云石复合材料3，导电钢圈2通过金属片11与加热片12紧密接触，叶腊石块1中空腔内设有宝石级金刚石生长区域5，宝石级金刚石生长区域5包括：晶床51、碳源52和铁镍钴触媒53，宝石级金刚石生长区域5四周被加热传压体包裹，加热传压体包括加热层8、保温介质层9和白云石复合材料传压层10。在生产宝石级金刚石时，选择一定尺寸的六八面体籽晶54镶嵌在晶床51上处于低温端，碳源52处于高温端，中间放置铁镍钴触媒53，使籽晶54和碳源52之间产生温度梯度；碳源52由高温端向低温端扩散，扩散的碳被低温端的籽晶54吸附，随着时间的延长，籽晶54慢慢长成需求的宝石级金刚石。现有的金刚石组装结构存在以下不足：1、现有组装结构只适用于研发合成，其合成出的宝石级金刚石颗粒少，耗用的原辅材料、电费、人工成本高，不适合工业化批量生产；2、宝石级金刚石在高压高温精确控制的合成过程中，由于经过几十个小时、甚至上百个小时的合成，容易引发导电钢圈2不同程度的碳化，从而降低保护顶锤的作用，缩短了顶锤的使用寿命，严重者容易引发事故的产生；3、现有的组装结构生产的宝石级金刚石大小不均、质量差、颜色差、内部包裹体多等。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种生产成本低、成品质量高并且适于批量生产宝石级金刚石的工业化生产宝石级金刚石组装结构。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种工业化生产宝石级金刚石组装结构，包括中空腔结构的叶腊石块，叶腊石块中空腔上下设置有填充有白云石复合材料的导电钢圈、叶腊石块中空腔侧面由加热层、保温介质层和白云石复合材料传压层构成的外围加热传压体包裹，叶腊石块中空腔上下依次通过加热片、金属片与导电钢圈接触，所述叶腊石块中空腔内设有多个宝石级金刚石生长区域，所述宝石级金刚石生长区域相邻两个生长区域之间设有间隔层，每个宝石级金刚石生长区域用于放置多个籽晶。

所述外围加热传压体与叶腊石块中空腔之间还设置有第一绝缘介质层。

所述加热片与叶腊石块中空腔上下面之间还设置有第二绝缘介质层。

所述加热片为高纯度高密度的石墨纸。

所述加热层为高纯度高密度的石墨纸制成的石墨加热管。

所述宝石级金刚石生长区域为3个。

所述多个籽晶呈多行排列，每行之间的间距与每行中相邻籽晶之间的间距相同。

所述导电钢圈上设有高纯度高密度的石墨纸。

所述间隔层为高纯度高密度的石墨纸。

所述保温介质层为保温介质氯化钠。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型中的叶腊石块中空腔内设有3个宝石级金刚石生长区域，相邻的两个宝石级金刚石生长区域之间设有间隔层，形成一个多区域多颗粒同尺寸等间距的工业化宝石级金刚石生长结构，能够同时生长的宝石级金刚石颗粒多，该结构设计合理，降低了产品生产成本，经济效益高，适于批量生产，能够满足工业化生产需求；

2、本实用新型中的外围加热传压体与叶腊石块中空腔之间还设置有第一绝缘介质层，第一绝缘介质层的设置，在不改变腔体内部加热温度的情况下，能有效降低外围电加热设备的功率，节约电能，降低生产成本；

3、本实用新型中的加热片与叶腊石块中空腔上下面之间设置有第二绝缘介质层，第二绝缘介质的设置有效的降低了外围电加热设备的功率，节约电能；

4、本实用型中的多个籽晶呈多行排列，每行之间的间距与每行中相邻籽晶之间的间距相同，因腔体结构为圆柱形，采用此种排列结构，在不影响每个籽晶吸收足够碳源的同时，能够种植的籽晶数目多；

5、本实用新型中的导电钢圈上还设有高纯度高密度的石墨纸，避免长时间的高温环境使起导电、封堵和散热作用的导电钢圈局部碳化，形成较大的电阻，烧裂顶锤，在导电钢圈上设置高纯度高密度的石墨纸，有效的保护了顶锤，延长顶锤的使用寿命，大大降低生产成本；