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六面頂壓機(jī)——合成金剛石等超硬材料的設(shè)備

2023/04/19

大腔體壓機(jī)裝置始于上世紀(jì)初Bridgman等發(fā)展的高壓技術(shù)，包括兩面頂壓機(jī)與多面體壓腔裝置。 [1] 多面體壓腔裝置包括四面體壓機(jī)、六面體/頂壓機(jī)及8面體壓機(jī)(又稱球分割高壓裝置)，其中四面體壓腔已基本不再使用。六面頂壓機(jī)又分為鉸鏈?zhǔn)胶屠瓧U式兩種，6面體及8面體壓腔所能達(dá)到的最高壓力約為15— 30 GPa ,國內(nèi)有多家公司生產(chǎn)。 [2] 六面頂壓機(jī)是國內(nèi)使用最廣泛的大腔體壓機(jī)，這種壓機(jī)具有自對中性強(qiáng)、造價(jià)低、易操作等優(yōu)點(diǎn)，是國內(nèi)合成金剛石和立方氮化硼（cBN）等超硬材料的主要設(shè)備。

工作原理編輯
六面頂壓機(jī)具有6個(gè)工作油缸，一級加壓可達(dá)8GPa,在其六面體壓腔中直接放入二級6-8模增壓裝置，形成八面體壓腔，最高壓力可達(dá)25 GPa，最高溫度可達(dá)2500℃。加熱方式可為光波導(dǎo)熱法。

1. 壓力范圍：一級加壓可達(dá)8GPa,二級加壓可達(dá)25GPa；
2. 溫度范圍：25-2500℃；
3. 樣品大小：直徑可達(dá)3 mm，高度可達(dá)4mm；
4. 壓腔規(guī)格：10/4或14/8(八面體傳壓介質(zhì)邊長/二級增壓立方塊截角邊長,單位：mm）；
5. 加壓精度：液壓系統(tǒng)油壓控制精度可達(dá)0.1MPa；
6. 加熱重復(fù)性好：腔體內(nèi)樣品相同的情況下，加熱功率與腔體內(nèi)中心溫度的對應(yīng)關(guān)系具有良好重復(fù)性；
7. 結(jié)構(gòu)簡單：易于操作與維護(hù)；
8. 設(shè)計(jì)精密：六個(gè)頂錘兩兩對稱且同軸布置，三條軸線相互垂直且交于一點(diǎn),偏差小于1mm；
9. 軟件控制：可在個(gè)人電腦上對壓力、溫度進(jìn)行監(jiān)控和數(shù)據(jù)記錄；
10. 操作時(shí)間靈活：可實(shí)現(xiàn)數(shù)小時(shí)至數(shù)天不間斷工作。