一种高强无磁金刚石对顶砧加压装置的制作方法

1.本技术一般涉及超高压物理实验领域，尤其涉及一种高强无磁金刚石对顶砧加压装置


背景技术：

2.金刚石对顶砧(dac)结构广泛应用于静高压下材料的极端条件物性测试。常规的金刚石对顶砧装置采用高强结构钢作为腔体，能够为样品环境提供最高400gpa以上的实验环境，研究人员在此基础上开展了新型材料超高压下的结构表征，在地学和物理学方面取得了众多独特的研究成果。近些年，随着高压超导材料的研究进展，研究人员发现某些材料可以在高压下表现出了室温超导现象，为超导材料实用化提供了一个新的方向。但是，此类高压实验需要在特定的低温磁场环境进行，这对实验用的高压环境形成装置—金刚石对顶砧装置提出了全新的需求，首先，要求金刚石对顶砧装置所用材料必须无磁，其次，需要材料还要有足够的硬度和强度，能够耐受低温高压环境，最后，考虑到现有测试装备的磁场空间稳定性，金刚石对顶砧装置必须要足够的小巧。目前，研究人员常常采用硬度hrc40的铍铜作为装置腔体材料，但铍铜的低硬度限制了实验压力环境。另外，为实现低温高压效果，需要在金刚石对顶砧结构两侧施加足够的压力。现有设备中，为了获得更高压力，常规的金刚石对顶砧装置外形做的非常大，占用较大空间。而某些金刚石对顶砧装置，为了降低装置整体尺寸，将对顶砧装置设计成简单立柱导向结构或无承压垫块结构，这些结构的对顶砧装置在向对顶砧结构加压过程中非常容易造成两侧的压砧偏离，因而在空间有限的试验环境下不便于操作，且稳定性不足。


技术实现要素：

3.鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种基于无磁合金，节约空间且施力更加稳定的高强无磁金刚石对顶砧加压装置。
4.具体技术方案如下：
5.本技术提供一种高强无磁金刚石对顶砧加压装置，包括：
6.第一加压件、第二加压件和第一连接件；
7.所述第一加压件与所述第二加压件相对设置，所述第一加压件与所述第二加压件之间形成有用于挤压对顶砧结构的工作空间；
8.所述第一加压件上设有贯穿部，所述第二加压件上设有配合部，所述第一连接件穿过所述贯穿部，并与所述配合部配合，旋动所述第一连接件用于驱动所述第一加压件和所述第二加压件相互靠近或远离。
9.进一步，所述第一加压件为活塞，所述第二加压件为套筒；
10.所述活塞与所述套筒活动配合。
11.进一步，所述活塞与对顶砧结构之间设有第一垫块；
12.所述套筒与所述对顶砧结构之间设有第二垫块。
13.进一步，还包括第二连接件，所述第二连接件与所述活塞螺纹配合，用于限定所述活塞与所述套筒可以靠近的距离。
14.进一步，所述活塞顶部上设有垫块放置槽，用于放置所述第一垫块；
15.所述活塞侧壁上沿径向开设有第一位置调节孔，所述第一位置调节孔与所述垫块放置槽连通；
16.所述套筒侧壁上沿径向开设有第二位置调节孔，所述第二位置调节孔与所述套筒内壁连通。
17.进一步，所述活塞沿轴向设有第一观察孔，所述第一观察孔与所述垫块放置槽连通。
18.进一步，所述套筒侧壁上沿径向开设有第二观察孔。
19.进一步，所述活塞上开设有引线孔，所述引线孔轴向平行于所述活塞轴向。
20.进一步，所述套筒底部设有通光孔，所述通光孔与所述套筒同轴。
21.本技术有益效果在于：
22.所述第一连接件穿过所述第一加压件，并与所述第二加压件配合，旋动所述第一连接件用于驱动所述第一加压件和所述第二加压件相互靠近或远离，所述第一加压件与所述第二加压件相互靠近用于挤压对顶砧结构。所述第一加压件、所述第二加压件及所述第一连接件的尺寸可加工到足够小，以满足检测空间的需要；另外，所述第一加压件和所述第二加压件采用活动配合的活塞套筒结构，当通过调节所述第一连接件，驱动所述活塞套筒之间靠近时，对顶砧结构两侧受到的压力方向均与所述活塞套筒同轴，这样对顶砧结构在受力时更加稳定。
附图说明
23.通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
24.图1为本技术高强无磁金刚石对顶砧加压装置的爆炸图；
25.图2为图1中高强无磁金刚石对顶砧加压装置中活塞1的剖视图；
26.图3为图1中高强无磁金刚石对顶砧加压装置中套筒2的剖视图。
27.图中标号：3，第一连接件；1，活塞；2，套筒；11，第一垫块；21，第二垫块；4，第二连接件；12，垫块放置槽；13，第一位置调节孔；22，第二位置调节孔；14，第一观察孔；23，第二观察孔；15，引线孔；24，通光孔。
具体实施方式
28.下面结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
29.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
30.请参考图1，为本实施例提供的一种对高强无磁金刚石对顶砧加压装置，包括：
31.第一加压件、第二加压件和第一连接件3；
32.所述第一加压件与所述第二加压件相对设置，所述第一加压件与所述第二加压件之间形成有用于挤压对顶砧结构的工作空间；
33.所述第一加压件上设有贯穿部，所述第二加压件上设有配合部，所述第一连接件3穿过所述贯穿部，并与所述配合部配合，旋动所述第一连接件3用于驱动所述第一加压件和所述第二加压件相互靠近或远离。
34.所述第一连接件穿过所述第一加压件，并与所述第二加压件配合，旋动所述第一连接件3用于驱动所述第一加压件和所述第二加压件相互靠近或远离，所述第一加压件与所述第二加压件相互靠近用于挤压对顶砧结构。所述第一加压件、所述第二加压件及所述第一连接件3的尺寸可加工到足够小，以满足检测空间的需要；另外，所述第一加压件和所述第二加压件采用活动配合的活塞套筒结构，当通过调节所述第一连接件3，驱动所述活塞套筒之间靠近时，对顶砧结构两侧受到的压力方向均与所述活塞套筒同轴，这样对顶砧结构在受力时更加稳定。
35.优选地，该高强无磁金刚石对顶砧加压装置采用镍铬铝合金材料制成，硬度为hrc58，屈服强度大于2000mpa，在足够小的尺寸下，也能保持较强的稳定性。
36.其中在所述第一加压件和所述第二加压件的优选实施方式中，所述第一加压件为活塞1，所述第二加压件为套筒2；
37.所述活塞1与所述套筒2活动配合。
38.所述第一加压件和所述第二加压件采用活动配合的活塞套筒结构，当通过旋动所述第一连接件3，驱动所述活塞1和所述套筒2之间靠近时，对顶砧结构两侧受到的压力方向均与所述活塞1和所述套筒2同轴，这样对顶砧结构在受力时更加稳定。
39.其中在降低对顶砧结构对所述活塞1和所述套筒2的压强的优选实施方式中，所述活塞1与对顶砧结构之间设有第一垫块11；
40.所述套筒2与所述对顶砧结构之间设有第二垫块21。
41.由于所述对顶砧结构中两侧的压砧较小，所述对顶砧结构两侧与该高强无磁金刚石对顶砧加压装置接触面较小，因此在所述活塞1与对顶砧结构之间设置第一垫块11，并在所述套筒2与所述对顶砧结构之间设置第二垫块21。这样当通过该高强无磁金刚石对顶砧加压装置向所述对顶砧结构两侧加压时，在相同的压力下，反作用于该高强无磁金刚石对顶砧加压装置的压强会显著减小，有利于增加该高强无磁金刚石对顶砧加压装置的使用寿命。
42.其中在限定所述活塞1与所述套筒2可以靠近的距离的优选实施方式中，还包括第二连接件4，所述第二连接件4与所述活塞1螺纹配合，用于限定所述活塞1与所述套筒2可以靠近的距离。
43.所述第二连接件4与所述活塞1螺纹配合，顶端用于与所述套筒2抵接，这样可在一定范围内限定所述活塞1与所述套筒2可以靠近的距离，以确保所述对顶砧结构不致因受力过大而造成结构损坏。
44.其中在调节所述第一垫块11和所述第二垫块21沿该高强无磁金刚石对顶砧加压装置径向位置的优选实施方式中，所述活塞1顶部上设有垫块放置槽12，用于放置所述第一垫块11；
45.如图2中所示，所述活塞1侧壁上沿径向开设有第一位置调节孔13，所述第一位置
调节孔13与所述垫块放置槽12连通；
46.所述套筒2侧壁上沿径向开设有第二位置调节孔22，所述第二位置调节孔22与所述套筒2内壁连通。
47.当该高强无磁金刚石对顶砧加压装置与所述对顶砧结构组装完成后，需调整所述第一垫块11和所述第二垫块21沿该高强无磁金刚石对顶砧加压装置径向位置，以实现所述对顶砧结构两侧的压砧保持对准，用以确保检测中能有稳定的高压环境。将调节件插入所述第一位置调节孔13和所述第二位置调节孔22中，即可调节所述第一垫块11和所述第二垫块21沿该高强无磁金刚石对顶砧加压装置径向位置，从而实现所述对顶砧结构两侧的压砧保持对准。
48.其中在通过所述活塞1观察所述对顶砧结构中压砧位置的优选实施方式中，所述活塞1沿轴向设有第一观察孔14，所述第一观察孔14与所述垫块放置槽12连通。
49.由于所述第一观察孔14沿所述活塞1轴向设于所述活塞1内，所述第一观察孔14与所述垫块放置槽12连通。因此通过所述第一观察孔14可观察所述对顶砧结构中压砧位置，配合所述第一位置调节孔13来调节压砧位置。
50.其中在通过所述套筒2观察所述对顶砧结构中压砧位置的优选实施方式中，所述套筒2侧壁上沿径向开设有第二观察孔23。
51.由于所述第二观察孔23沿所述套筒2径向设于所述套筒2侧壁上。因此通过所述第二观察孔23可观察所述对顶砧结构中压砧位置，配合所述第二位置调节孔22来调节压砧位置。
52.其中在用于观察所述对顶砧结构在加压后的变化情况的优选实施方式中，所述活塞1上开设有引线孔15，所述引线孔15轴向平行于所述活塞1轴向。
53.由于所述引线孔15设于所述活塞1上，且轴向平行于所述活塞1轴向，因此通过所述引线孔15，可将摄像设备设于所述对顶砧结构处，用于观察所述对顶砧结构在加压后的变化情况。
54.其中在用于加热所述对顶砧结构的优选实施方式中，所述套筒2底部设有通光孔24，所述通光孔24与所述套筒2同轴。
55.如图3中所示，所述通光孔24设于所述套筒2底部，且与所述套筒2同轴。这样，通过所述通光孔24，可将加热光纤伸至所述对顶砧结构处，用于加热所述对顶砧结构。进而可以实现检测被测样品在高温高压下的变化情况。
56.以上描述仅为本技术的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本技术中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本技术中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。