【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及金刚石与硬质合金复合材料领域，具体涉及一种高温高压法合成聚晶金刚石复合片过程中指示腔体内部温度以及调节温度场的结构。
技术介绍
1、聚晶金刚石复合片是一种以金刚石和硬质合金基体复合而成的超硬材料，既具有金刚石的高硬度、高耐磨性，又具有硬质合金的强度与抗冲击韧性，是制造钻井钻头、切削工具及其他耐磨工具的理想材料，广泛应用于石油天然气开采、机械加工等领域。
2、目前国内主要使用六面顶压机通过高温高压法进行聚晶金刚石复合片的合成。在合成过程中，温度是影响聚晶金刚石复合片合成性能的最主要因素，合成腔体内温度发生的变化以及温度场的平衡对最终合成质量是至关重要的，但是由于合成原材料包括金刚石微粉、硬质合金基体等基本组成构件硬度较大，高温高压下几乎不具有流动性，内部剪切应力十分强烈，常规测温方法成功率较低，实际生产过程中经常需要凭借经验或多次试验试错来判断腔体内大致温度，这对生产合成尤其是试验新产品时是非常不利的。此外，常规热电偶测温所使用的铂铑丝成本并不便宜，无疑增加了企业的生产成本。
3、因此，提供一种专门适用于聚晶金刚石复合片合成过程中指示腔体内部温度并调节温度场的结构是极有必要的。
技术实现思路
1、基于高温高压法合成聚晶金刚石复合片过程中对腔体内部温度变化测量的需求以及因剪切应力较大，常规测温方法成功率较低且成本较高的实际情况，本专利技术提供了一种聚晶金刚石合成腔体内部温度的指示结构，该结构能够高效、便捷的对高温高压下腔体内温度变化进行一个基准反馈
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种聚晶金刚石合成腔体内部温度的指示结构，所述指示结构位于合成腔体内的任意位置，包括上、下布置的双层碳纸片，位于双层碳纸片中间的金属层，以及设于双层碳纸片外围圆周的绝缘渗透体；绝缘渗透体的外侧为加热体，加热体为合成腔体的组成部分；
4、当合成腔体内温度达到金属层熔点时，金属层融化并透过绝缘渗透体接触并附着在加热体内壁，形成新的导电结构，造成腔体内部电阻急剧下降，直观表现为在一定时间内电流升高达到某个程度，据此可判断腔体内此时温度达到或略高于金属层熔点，从而反映出腔体内温度基准。
5、进一步的，所述绝缘渗透体为盐管；当合成腔体内温度达到金属层熔点时，金属层融化并透过熔融盐管接触并附着在加热体内壁。
6、进一步的，所述盐管的纵向长度与加热体匹配。
7、进一步的，所述指示结构位于合成腔体的中间位置，双层碳纸片及中间的金属层对应加热体的中部位置。
8、进一步的，所述金属层为金属圆片或金属环。
9、进一步的，所述金属层的材料选择根据所需反馈的温度基准选用不同熔点的金属材料。
10、进一步的，所述金属层的外圆靠近盐管设置。
11、进一步的，所述金属层厚度为 0.1-0.5mm，每层碳纸片厚度为0.2-1mm。
12、进一步的，所述金属环的厚度为0.2mm，每层碳纸片厚度0.4mm。
13、进一步的，所述合成腔体的构成如下：
14、合成腔体沿纵向由外至内依次为导电介质、密封材料、端面发热体和传压介质；
15、合成腔体沿横向由外至内依次为密封材料和发热体；
16、合成腔体内用于放置样品。
17、本专利技术的有益效果：
18、本专利技术创造性地设计了一种适用于聚晶金刚石合成腔体内部温度的指示结构，该指示结构由双层碳纸片以及中间金属层以及外围圆周的绝缘渗透体组成，金属层在高温下融化时渗透穿过绝缘渗透体并附着在加热体上，导致加热电阻降低，并以电流信号的剧烈变化直观显示出来，可以高效、便捷的对高温高压下腔体内温度进行一个基准反馈，根据达到该温度基准所需要的加热时间，可以对加热工艺做出对应的调整。
19、同时该指示结构可以有效平衡温度场，改善温度分布，减小热应力，提升复合片的综合性能。对于常见的高温高压合成腔体，由于间接加热方式中腔体加热体中部温度一般高于两端，导致腔体内温度场分布不均匀，这对于高温高压合成通常是不利的，当将上述指示结构放置于加热体中部时，由于加热体发热量与电阻呈正比，电阻的降低会导致加热体中间位置处发热量减少，温度降低，从而平衡高温高压腔体内部温度场，使得腔体内径向温度均匀性更好，改善复合片边缘处产品性能。
20、此外，金属层所使用的金属并不固定，可以根据所需反馈的温度基准用其他低熔点金属替代。
21、本专利技术中绝缘渗透体选用盐管，盐管同时满足绝缘和金属层融化渗透两个功能。当合成腔体内温度达到金属层熔点时，金属层融化并透过熔融盐管接触并附着在加热体内壁。
22、本专利技术相较于常见的热电偶测温，该方案成本低廉且具有平衡温度场，提高复合片产品品质功能，实用性较强，可用于生产中批量使用。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种聚晶金刚石合成腔体内部温度的指示结构，其特征在于：所述指示结构位于合成腔体内的任意位置，包括上、下布置的双层碳纸片，位于双层碳纸片中间的金属层，以及设于双层碳纸片外围圆周的绝缘渗透体；绝缘渗透体的外侧为加热体，加热体为合成腔体的组成部分；
2.根据权利要求1所述的聚晶金刚石合成腔体内部温度的指示结构，其特征在于：所述绝缘渗透体为盐管；当合成腔体内温度达到金属层熔点时，金属层融化并透过熔融盐管接触并附着在加热体内壁。
3.根据权利要求2所述的聚晶金刚石合成腔体内部温度的指示结构，其特征在于：所述盐管的纵向长度与加热体匹配。
4.根据权利要求1-3任一项所述的聚晶金刚石合成腔体内部温度的指示结构，其特征在于：所述指示结构位于合成腔体的中间位置，双层碳纸片及中间的金属层对应加热体的中部位置。
5.根据权利要求1-3任一项所述的聚晶金刚石合成腔体内部温度的指示结构，其特征在于：所述金属层为金属圆片或金属环。
6.根据权利要求5所述的聚晶金刚石合成腔体内部温度的指示结构，其特征在于：所述金属层的材料选择根据所需反馈的温度基
7.根据权利要求5所述的聚晶金刚石合成腔体内部温度的指示结构，其特征在于：所述金属层的外圆靠近盐管设置。
8.根据权利要求1-3任一项所述的聚晶金刚石合成腔体内部温度的指示结构，其特征在于：所述金属层厚度为 0.1-0.5mm，每层碳纸片厚度为0.2-1mm。
9.根据权利要求8所述的聚晶金刚石合成腔体内部温度的指示结构，其特征在于：所述金属环的厚度为0.2mm，每层碳纸片厚度0.4mm。
10.根据权利要求1-3任一项所述的聚晶金刚石合成腔体内部温度的指示结构，其特征在于：所述合成腔体的构成如下：
...【技术特征摘要】
1.一种聚晶金刚石合成腔体内部温度的指示结构，其特征在于：所述指示结构位于合成腔体内的任意位置，包括上、下布置的双层碳纸片，位于双层碳纸片中间的金属层，以及设于双层碳纸片外围圆周的绝缘渗透体；绝缘渗透体的外侧为加热体，加热体为合成腔体的组成部分；
2.根据权利要求1所述的聚晶金刚石合成腔体内部温度的指示结构，其特征在于：所述绝缘渗透体为盐管；当合成腔体内温度达到金属层熔点时，金属层融化并透过熔融盐管接触并附着在加热体内壁。
3.根据权利要求2所述的聚晶金刚石合成腔体内部温度的指示结构，其特征在于：所述盐管的纵向长度与加热体匹配。
4.根据权利要求1-3任一项所述的聚晶金刚石合成腔体内部温度的指示结构，其特征在于：所述指示结构位于合成腔体的中间位置，双层碳纸片及中间的金属层对应加热体的中部位置。
5.根据权利要求1-3任一项所述的聚...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜欢龙，刘高智，朱培，陈芳兴，朱保全，韩新伟，赵文龙，李鹏涛，王军颢，
申请(专利权)人：中南钻石有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。