六面顶压机卸压气泡产生机理的探究

在合成金刚石的过程中,叶蜡石密封性能的降低会出现气泡,影响顶锤寿命,给企业带来较大的经济损失。笔者根据实际生产情况,建立叶蜡石密封边流变性与六面顶顶锤结构之间的模型,并提出因顶锤模型设计的原因,叶蜡石密封边两端的相对压缩密度比中间小,造成密封边两端密封性能较弱,这就是气泡常在密封边两端产生的重要原因之一。

一种特殊的金刚石合成结构装置

人造金刚石的合成通常在六面顶压机上进行,是在高温超高压状态下,在触媒的参与下,使石墨向金刚石进行转化的过程。目前国内六面顶压机采用的组装结构都是圆柱形石墨柱,利用外方内圆形叶蜡石块进行密封,经过分析可知,贴着顶锤的叶蜡石是不起密封作用的,所以设计一种特殊的金刚石合成结构装置,能够提高合成效率,降低压力损失和减少合成过程中的热量散失,节约合成成本。

外部环境温度对宝石级金刚石合成的影响

用静态HPHT法合成宝石级金刚石均采用温度梯度法,石墨碳源中的C原子在高温端溶解在触媒合金中,又在低温端沿金刚石籽晶表面的金刚石结构沉积,形成金刚石单晶体。金刚石单晶的生长速度主要取决于高温端和低温端的温度差,温度差除了受组装结构设计的影响外,还受到发热体电阻变化、合成块保温性能变化、环境温度变化等多重因素的影响。为了研究外部环境温度对宝石级金刚石合成的影响,通过稳定其他变量,实时测量合成块内部合成腔的温度,并与外部环境温度的变化建立起数学模型,同时根据检测环境温度的变化,对合成腔体内温度进行不同单位调节量的实时补偿。对比分析合成效果与分选结果,发现在环境温度发生变化时,由功率控制实时补偿系统对合成腔内温度进行合适的自动补偿,能够保证宝石级培育金刚石长时间合成过程中合成腔温度梯度趋于一致,培育金刚石单晶的生长速度也趋于一致,有利于合成出优质的培育金刚石。