[实用新型]一种大容积金刚石对顶砧压机

说明书

本实用新型涉及高压实验设备技术领域，且公开了一种大容积金刚石对顶砧压机，该装置包括压机外壳，上加压块、下加压块、上压砧支撑部件和下压砧支撑部件，压机外壳为厚壁圆筒结构，圆筒上下端内侧有加压螺纹，圆筒侧壁中心轴对称有两个扇形窗口，上加压块为中心通孔带外螺纹圆台结构，上表面均布两个紧固螺纹盲孔，下加压块与上加压块结构相同，但厚度和中心通孔尺度都略小，上下压砧支撑部件结构相同，均为中心通孔的轴对称结构，包括托架和垫块两部分，压砧安装在垫块锥形孔位置，所有部件均沿轴向，以压砧砧面镜像安装在压机外壳中孔内部。本实用新型压机结构小巧，压砧安装空间足够大，能够实现大容积样品的高压实验。

技术领域

本实用新型涉及高压实验设备技术领域，具体为一种大容积金刚石对顶砧压机。

背景技术

高压实验领域分为静高压实验和动高压实验。静实验主要利用金刚石对顶砧压机(DAC-diamondanvilcell)，研究静水压条件下的物质形态与结构变化，从而进一步研究高压极端条件下的材料或器件的光、电、磁等物理状态。金刚石对顶砧压机工作原理非常简单，即采用外加机械加载力推动需要进行实验的样品，使极其微小面积的样品位置上产生很高压强的一种技术手段。目前，使用最多的金刚石对顶砧压机是活塞圆筒结构，这种压机结构稳定，装配紧凑，最高可以实现400GPa以上的实验环境，用户可以在这样的高压环境下研究样品的结构和物质迁移性质，也有用户在此环境下进行新物质合成，例如电池材料、高强纳米材料和含能材料等。

采用金刚石对顶砧压机实验过程的物性表征，常常在同步辐射装置或中子源装置上进行，这就要求压机在外形尺寸和质量都要和这些大科学装置匹配。近些年含能材料的研究日益增多，在机理探索过程中，发现中子散射、中子衍射等原位中子检测技术能够很好的表征材料内部原子占位、缺陷分布和离子迁移等本质现象。但中子检测技术也受限于中子能量通量和分辨率，需要待检测样品量要足够大，至少具有毫米级别的样品尺寸。对于目前的金刚石对顶砧压机而言，传统的活塞圆筒结构金刚石对顶砧压机在获得超高压方面具有优势，但过于紧凑的内部结构，无法安放足够大的压砧和支撑垫块，很难获得大容量的样品，无法满足基于中子检测技术实验线站的使用要求。

实用新型内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种大容积金刚石对顶砧压机，具备结构小巧，压砧安装空间足够大，能容纳足够体积的样品等优点，解决了传统金刚石对顶砧压机(DAC-diamondanvilcell)样品容量非常小的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

优选的，一种大容积金刚石对顶砧压机，包括压机外壳，上加压块、下加压块、上压砧支撑部件和下压砧支撑部件，其特征在于：所述压机外壳为厚壁圆筒结构，圆筒上下端内侧有加压螺纹，圆筒侧壁中心轴对称有两个扇形窗口。上加压块为中心通孔，带外螺纹圆台结构，上表面均布两个紧固螺纹盲孔。下加压块与上加压块结构相同，但厚度和中心通孔尺度都略小。上下支撑部件结构相同，均为中心通孔的轴对称结构，包括托架和垫块两部分，压砧安装在垫块锥形孔位置。所有部件均沿轴向同轴布置，以压砧砧面镜像同轴安装在压机外壳中孔内部。

优选的，所述压机外壳为厚壁圆筒结构，圆筒高度大于直径，圆筒上下端内侧有加压螺纹，圆筒侧壁中心轴对称有两个扇形窗口。圆筒上端圆周方向，水平180゜均布两个盲孔螺纹孔，圆筒上端内侧为细牙内螺纹结构。

优选的，所述压机外壳下端外径大于上端外径，形成两个圆型阶梯台阶，这两个阶梯台阶宽度在1～5mm范围内，主要用于和加压装置或压机固定装置衔接，压机外壳下端内侧为细牙内螺纹结构。

优选的，所述压机外壳侧壁中心轴对称有两个扇形窗口，窗口位置位于压机外壳中部，轴对称分布在压机外壳侧壁两侧，扇形窗口圆周水平张角为钝角，轴向垂直方向张角为锐角。