[發(fā)明專利]金剛石壓腔加壓裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111188281.4
• 申請(qǐng)日: 2021-10-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113933143A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-01-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梅升華;高悅;趙霞;孫建輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院深海科學(xué)與工程研究所
• 主分類號(hào): G01N3/02
• 分類號(hào): G01N3/02;G01N3/18
• 代理公司: 深圳市科進(jìn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44316
• 代理人: 魏毅宏

本發(fā)明適用金剛石壓腔技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種金剛石壓腔加壓裝置，該金剛石壓腔加壓裝置包括外殼、上蓋、下底、金剛石壓腔、壓電陶瓷和壓電陶瓷引線孔；所述金剛石壓腔、所述壓電陶瓷位于所述上蓋和所述下底之間，所述金剛石壓腔位于所述壓電陶瓷上方，所述壓電陶瓷引線孔位于所述外殼側(cè)面，為所述壓電陶瓷引線供電，通過(guò)控制壓電陶瓷60的通電電流，對(duì)金剛石壓腔40進(jìn)行加壓的動(dòng)態(tài)控制，有效保證了加壓的連續(xù)性和可控性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于金剛石壓腔技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及金剛石壓腔加壓裝置。

背景技術(shù)

利用金剛石壓腔技術(shù)制造高壓環(huán)境并測(cè)定物質(zhì)在極端環(huán)境下的物理化學(xué)性質(zhì)已廣泛應(yīng)用于包括材料科學(xué)和地球科學(xué)在內(nèi)的眾多領(lǐng)域。傳統(tǒng)金剛石壓腔利用機(jī)械夾緊裝置(如杠桿、螺栓等)擠壓兩顆互為對(duì)頂?shù)慕饎偸瘔赫瑁ㄟ^(guò)其相對(duì)運(yùn)動(dòng)對(duì)置于其間的樣品產(chǎn)生壓力。

然而，這一加壓手段通常只能通過(guò)調(diào)節(jié)螺栓的松緊，在某一“點(diǎn)”停下后，便獲得與松緊程度相關(guān)的靜態(tài)荷載。這類間斷施壓、停壓觀測(cè)的模式，無(wú)法連續(xù)地觀察到樣品在加壓過(guò)程中的微觀結(jié)構(gòu)變化，從而導(dǎo)致了部分重要數(shù)據(jù)的遺失，存在一定的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種金剛石壓腔加壓裝置，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中無(wú)法對(duì)樣品實(shí)現(xiàn)連續(xù)的動(dòng)態(tài)加壓等技術(shù)問(wèn)題。

本發(fā)明提供了一種金剛石壓腔加壓裝置，該裝置包括外殼、上蓋、下底、金剛石壓腔、壓電陶瓷和壓電陶瓷引線孔；所述金剛石壓腔、所述壓電陶瓷位于所述上蓋和所述下底之間，所述金剛石壓腔位于所述壓電陶瓷上方，所述壓電陶瓷引線孔位于所述外殼側(cè)面，為所述壓電陶瓷引線供電。

進(jìn)一步的，所述裝置還包括氣膜，所述氣膜位于所述金剛石壓腔和所述上蓋之間。

進(jìn)一步的，所述氣膜包括相互連接的氣膜環(huán)和氣膜管線，通過(guò)所述氣膜管線將氣體充入所述氣膜環(huán)中，將所述氣膜環(huán)撐大加壓。

進(jìn)一步的，所述金剛石壓腔包括上腔體、下腔體、底座、樣品倉(cāng)，所述上腔體、下腔體分別位于所述金剛石壓腔上端、下端，所述底座與所述上腔體、下腔體連接，所述樣品倉(cāng)置于所述底座之間。

進(jìn)一步的，所述金剛石壓腔還包括金剛石壓砧，所述金剛石壓砧置于所述底座和所述樣品倉(cāng)之間。

進(jìn)一步的，所述金剛石壓砧包括上砧面和下砧面，所述上砧面緊貼所述樣品倉(cāng)，所述下砧面緊貼所述底座。

進(jìn)一步的，所述金剛石壓腔還包括加熱模塊和/或熱電偶；所述加熱模塊和所述熱電偶均位于所述樣品倉(cāng)旁邊，用于對(duì)所述樣品倉(cāng)進(jìn)行加熱/測(cè)溫。

進(jìn)一步的，所述裝置還包括冷卻環(huán)，所述冷卻環(huán)置于所述金剛石壓腔周邊，用于對(duì)所述金剛石壓腔進(jìn)行冷卻降溫。

進(jìn)一步的，所述冷卻環(huán)包括進(jìn)孔、出孔和環(huán)支柱，通過(guò)往所述冷卻環(huán)中通入制冷劑對(duì)所述金剛石壓腔進(jìn)行冷卻降溫。

進(jìn)一步的，所述裝置還包括調(diào)節(jié)環(huán)，所述調(diào)節(jié)環(huán)置于所述下底和所述壓電陶瓷之間。

壓電陶瓷60通電后，將對(duì)金剛石壓腔40加壓，通過(guò)外殼30和上蓋10、下底20將整個(gè)金剛石壓腔加壓裝置壓緊，實(shí)現(xiàn)對(duì)金剛石壓腔的加壓。由于壓電陶瓷60加壓的壓力與其通電的電流大小直接相關(guān)，因此，可通過(guò)控制壓電陶瓷60的通電電流，對(duì)金剛石壓腔40進(jìn)行加壓的動(dòng)態(tài)控制，有效保證了加壓的連續(xù)性和可控性。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例示出的金剛石壓腔加壓裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明實(shí)施例示出的金剛石壓腔加壓裝置中壓電陶瓷60的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明實(shí)施例示出的金剛石壓腔加壓裝置中氣膜100的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本發(fā)明實(shí)施例示出的金剛石壓腔加壓裝置中上蓋10的結(jié)構(gòu)示意圖。