[實(shí)用新型]一種人造金剛石合成腔體

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200920164100.2
• 申請日: 2009-07-16
• 公開（公告）號: CN201500531U
• 公開（公告）日: 2010-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李成華
• 申請（專利權(quán)）人: 李成華
• 主分類號: B01J3/06
• 分類號: B01J3/06
• 代理公司: 北京安博達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種人造金剛石合成裝置，具體涉及一種金剛石加熱腔體。

背景技術(shù)

在金剛石合成過程中，合成腔體的結(jié)構(gòu)及加熱方式對金剛石的生產(chǎn)和產(chǎn)量有很大的影響。隨著技術(shù)的進(jìn)步，金剛石合成方式從觸媒到觸媒粉是一大進(jìn)步，這種方式的改變使金剛石的產(chǎn)量有了一個飛躍式的提高。

如圖1所示，目前人造金剛石加熱腔體構(gòu)造一般是，利用葉臘石做成方形密封腔體1，中間有填充石墨和觸媒的反應(yīng)層3，在反應(yīng)層3和葉臘石密封腔體1之間依次有保溫層2、加熱層5、絕緣層4，兩端有導(dǎo)電片6、墊片7、8，此加熱方式是以加熱層包住反應(yīng)層從四周向內(nèi)加熱，其中一半熱量向外散發(fā)，能源損耗大，而且保溫層限制了反應(yīng)層的體積。

實(shí)用新型內(nèi)容

為解決上述問題，本實(shí)用新型提供如下一種技術(shù)方案，一種人造金剛石合成腔體，包括密封層、保溫層、加熱層、絕緣層和反應(yīng)層，腔體兩端有導(dǎo)電片，其改進(jìn)在于，所述加熱層位于反應(yīng)層中間，絕緣層位于兩層之間，所述密封層位于反應(yīng)層外，所述密封層與反應(yīng)層之間有保溫層。

本方案另一優(yōu)選方式，所述腔體兩端的導(dǎo)電片與反應(yīng)層之間有兩層墊片，所述墊片中間有供加熱體穿過的孔。

本實(shí)用新型改變了加熱方式，將發(fā)熱體安裝在腔體中間，在同等條件下由于熱效率的提高，降低了對合成腔體的保溫要求，可使合成腔體的保溫層變薄，保溫層變薄可使石墨觸媒柱體積擴(kuò)大，中心加熱結(jié)構(gòu)的石墨觸媒柱的體積可比直接加熱的體積擴(kuò)大1.05——1.50倍。這樣就可使金剛石的單產(chǎn)擴(kuò)大1.05—1.5倍。

附圖說明

圖1現(xiàn)有技術(shù)中金剛石加熱腔體結(jié)構(gòu)圖

圖2本實(shí)用新型金剛石加熱腔體結(jié)構(gòu)圖

圖3本實(shí)用新型金剛石加熱腔體溫度表

圖4現(xiàn)有技術(shù)金剛石加熱腔體溫度表

具體實(shí)施方式

如圖2所示，本實(shí)用新型利用葉臘石做成密封腔體1，腔體內(nèi)緊貼一圈白云石做成的保溫層2，腔體中間安裝加熱體5，加熱體5外包覆一層絕緣層4，絕緣層與保溫層2之間為石墨和觸媒組成的反應(yīng)層3，腔體1的兩端依次安裝有白云石墊片層8、葉臘石墊片層7、導(dǎo)電片6，墊片大小與腔體直徑相同，其中加熱體5穿過墊片7、8與導(dǎo)電片6連接。

本方案將現(xiàn)有技術(shù)人造金剛石腔體外圍加熱改為中心加熱，可節(jié)省熱能效50％左右，在同樣體積的情況下，將外圍加熱改為中心加熱，可以使反應(yīng)層的體積擴(kuò)大1.05-1.5倍，提高金剛石單產(chǎn)產(chǎn)量1.01-1.5倍。

具體實(shí)施例：中心加熱和間接加熱熱能耗比較計(jì)算

設(shè)發(fā)熱體表面溫度為t₁、石墨表面溫度記為t₂、腔體表面溫度記為t₃、。T_f表示外界溫度。并設(shè)定葉臘石和白云石的熱傳導(dǎo)系數(shù)相同。本計(jì)算將模型簡化為平板加熱。

一、中心加熱，如圖3所示，

t₁＝1500℃，t_f＝20℃

δ₁＝12mm，δ₂＝5.5mm，r＝9mm，L＝34mm

λ₁＝129W/(m·K)，λ₂＝0.03W/(m·K)，h＝5W/(m²·K)

傳熱系數(shù)k=11h+δ1λ1+δ2λ2]]>