STR-DHPF-15骨灰钻石六面高温热压机

STR-DHPF-15骨灰钻石六面高温热压机为骨灰钻石制作设备。该骨灰钻石制作设备制作原理是利用高温高压法工艺而研发的专业设备。加热元件和压头、炉腔均采用钨材质制作，压头为碳化钨，该多面高温热压炉可在室温和高温下产生的压力，加热温度可达2300℃。在室温下，实现了64 GPa的压力。在1600至2000 K的高温下产生48-50 GPa的压力。

骨灰钻石高温压力机为骨灰钻石专用多面高温压力机，该骨灰钻石制作设备可采用六面高温加压或八面加压。八面压力机八面体压力介质由八个内面压缩，内砧的一个角被截断，六个外面用压力介质压缩由内砧组成的组件。为了产生超高压，应平衡压缩，因此，在任何压力载荷下，外砧形成的空间必须严格保持立方体。其中上部和下部外面分别固定在上部和下部导块中。其他四个外面分别放置在四个滑动楔上，这些滑动楔随着导向块中45度斜坡的压力增加而向前移动，可防止菱形变形。

单轴压力机压缩导向块，设计终形成由六个一第级压力面座包围的立方体压缩空间，每个压力面座在【100】方向上压缩立方体空间。

STR-DHPF-15骨灰钻石机
（1） 负载控制系统、（2）下导块、（3）上导块和（4）加热系统。
带两个滑动楔的下导块。

其他两个滑动楔块未放置以显示底部外压力面。
（5）外部（一第阶段）铁压力面、（6）特氟龙板和（7）45°斜坡上的滑动楔。

然而，由于上下压力面的支撑强度不同于水平四压力面，外压力面压缩的空间随着压力负荷的变化而四面体扭曲。因此，我们削弱了支撑上下压力面座的强度，以便随着压力负荷的增加，压缩空间收缩，保持精度的立方体形状。
硬质合金压力面
当然，内压力面的硬度与设计大压力直接相关。一些公司的硬质合金工程开发允许制造可产生30 GPa以上的硬质合金压力面座。下面是一个例子。

压力负荷曲线图

使用硬度HRC=95.5（蓝色，Hv=2200）和HRC=94.0（红色，Hv=1800）的碳化物在环境温度下产生的压力进行比较，截短2.0 mm。HRC=94.0的铁压力面产生的压力限制为26 GPa。另一方面，HRC=95.5的铁压力面可以产生32 GPa，如果施加更多的压力载荷，则可以产生更多GPa。
铁压力面锥度
尽管硬质合金用于压力面座材料，但压力面座在截断周围的屈服限制了压力的产生。为了减少屈服，内压力面截断周围的三个压力面面倾斜，称为压力面锥度（图4）。这种锥形基本上与DAC中的斜面处理技术相同，产生的压力大于200 GPa。图5显示了压力面座逐渐变细对超高压产生的影响。

铁压力面锥度概念

使用截短1.5 mm的扁平（红色）和锥形（蓝色）压力面产生高压的比较。平压力面产生32 GPa的压力，而锥形压力面在15 GPa的压力载荷下产生41 GPa的压力。
隔热和抗压材料
尽管冷压缩会产生超高压，但产生的大部分压力会因加热至地幔温度而损失（图6）。压力下降的原因可能是：
压力面座硬度降低，
垫片和压力介质软化，
样品和压力介质的烧结，以及
样品相变后体积减小。
为了抑制可能原因（1）至（4）的压降，必须进行非常有效的隔热。为了抑制（4）和（5）原因引起的压降，我们对样品进行预煮，将其转化为中高压（20 GPa）和中高温（1200 K）相的骨料。图7展示了在地幔温度（2000 K）下产生超高压的示例。

虽然在300 K温度下，使用硬度极高（Hv=2700）的碳化物产生63 GPa的超高压，但在加热到2000 K时，压力降至48 GPa。

在2000 K高温下产生超高压的一个例子。

产生的压力是通过与刚玉共存的硼镁石中的Al2O3含量估算的。将起始材料预转化为铝镁铁矿烧结骨料。再热器周围有LaCrO3隔热材料。在2000 K时的设计高压力甚至高于在压力负荷为15 MN时在300 K时的设计高压力。
评论
因此，我们可以使用带有硬质合金压力面的多压力面压机在2000 K的温度下产生约50 GPa的压力。我们的设计新结果证实，在2000 K时产生52 GPa【Ishii等人，2022年】。然而，由于压力面座容易断裂，实验成本非常高，因此在2000 K时产生48 GPa是不切实际的。另一方面，即使是产生40 GPa也需要很高的成本，而35 GPa的压力可能是常规工程的限制。因此，我们正在努力降低这种试验中的压力面座成本。

 实验室培育钻石原石

HPHT 实验室培育钻石

CVD 实验室制造钻石

实验室培育钻石

经认证的实验室培育钻石

CVD 毛坯钻石

HPHT毛坯钻石

实验室制造彩色钻石

实验室培育米粒钻

花式切割实验室钻石

CVD单晶钻石

HPHT单晶金刚石