一种球面和圆锥型结合体的金刚石压砧的制作方法

本发明涉及金刚石压砧，更确切地说涉及一种球面和圆锥型结合体的金刚石压砧。

背景技术：

1、在现有的dac（diamond anvil cell金刚石压砧压腔）技术中具有实现静高压，可与多种测试仪器联用等方面的优势，金刚石作为加压部分的关键材料，利用其本身超高的硬度、透光性、热导率和绝缘性能等成为不可缺少高压压砧材料。

2、传统的平底金刚石压砧（图4中的三种）和传统圆锥型金刚石压砧（图5）虽然有多种设计但均为平面台面作为观察面与进光面（如图9和图10所示），在光学中，光在前进的过程中垂直打在平面上，会被平面反射一部分，斜射在平面上则会反射更多，哪怕是透明的平面物体也会对光进行反射，因此传统的金刚石压砧虽然有优异的力学性能，但是对实验中光线的穿透，信号的采集，谱学的分析都有一定的限制。

3、传统的球面型金刚石压砧（图7）虽然解决了上述光学的反射问题，但是金刚石压砧和用于支撑金刚石的碳化钨垫块（图8）都是高硬度材料，难以加工到满意的球面精度，因为配合的不好，难以上超高压。

4、传统平底型金刚石压砧与dac（diamond anvil cell金刚石压砧压腔）装置的装配相对简单，但也有很大的局限性，为了保证强度，中心透光孔尺寸有所限制，无法做大，进光量较小，信号采集角度也小，同时平面会有反射损耗，（如图9所示）；

5、传统圆锥型金刚石压砧（图5）与dac（diamond anvil cell金刚石压砧压腔）装置的装配相对复杂，通过金刚石圆锥面与垫块（图10）的圆锥面进行结合满足了大台面大进光口的需求，同时也增加了对金刚石的支撑，但光在前进的过程中垂直打在平面上，会被平面反射一部分，斜射在平面上则会反射更多，同时平面会有反射损耗。

6、传统的球面型金刚石压砧（图3）与dac（diamond anvil cell金刚石压砧压腔）装置的装配相对复杂，通过金刚石圆锥面与垫块（图8）的球面进行结合满足了大台面大进光口的需求，同时因为光路入射口是球面，即使斜射也可以降低反射，同时可以对信号有凸面透镜放大效果。但是由于金刚石压砧和用于支撑金刚石的碳化钨垫块都是高硬度材料，难以加工到满意的球面精度，因为加工精度不够所以配合的不好，造成非面接触（如图11所示），同时在碳化钨垫块和金刚石压砧球面接触位置会有很大的接触应力（如图11所示），因此难以上超高压，为此提供一种球面和圆锥型结合体的金刚石压砧。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种球面和圆锥型结合体的金刚石压砧，以解决上述背景技术提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种球面和圆锥型结合体的金刚石压砧，包括金刚石压砧本体，所述金刚石压砧本体的底部设有金刚石压砧球形台面，所述金刚石压砧本体的中间设有金刚石压砧腰部，所述金刚石压砧球形台面与金刚石压砧腰部之间设有金刚石压砧冠部，所述金刚石压砧本体的顶部设有金刚石压砧砧面，所述金刚石压砧砧面与金刚石压砧腰部之间设有金刚石压砧底部，所述金刚石压砧台面为圆球面。

3、作为本技术方案的进一步改进，所述金刚石压砧腰部为圆柱形。

4、作为本技术方案的进一步改进，所述金刚石压砧底部为16面的锥形体。

5、作为本技术方案的进一步改进，所述金刚石压砧冠部为圆锥台形。

6、作为本技术方案的进一步改进，所述金刚石压砧本体通过冠部圆锥体镶嵌在碳化钨底座内。

7、与现有技术相比，本发明的有益效果：球面金刚石压砧在使用过程中具有球型圆弧面的金刚石进光窗口，更加合适光线穿透，减少光线反射，同时具有透镜效果，对返回的光线具有放大效果，可以获得更好的光谱信号，对实验信号采集有非常大的帮助，同时避免了全球面设计的加工精度问题造成的承压不够造成碎裂。全镜面抛光的球面加工效果使光线在进入金刚石球面表面时无论从哪个角度进入都可以尽量减少光的反射，不止可以直射进入，同时可以斜射进入，对特殊设备的匹配程度更好，信号采集角度更大，信号采集强度更好。全新的砧面加工方式可以在加工工程中进行水平调整，保证了优异的加工精度的同时。整套系统带来更高效的加工方式，加快生产周期，给客户带来更好的服务体验。

技术特征：

1.一种球面和圆锥型结合体的金刚石压砧，包括金刚石压砧本体，所述金刚石压砧本体的底部设有金刚石压砧球形台面（1），所述金刚石压砧本体的中间设有金刚石压砧腰部（3），所述金刚石压砧球形台面（1）与金刚石压砧腰部（3）之间设有金刚石压砧冠部（2），所述金刚石压砧本体的顶部设有金刚石压砧砧面（5），所述金刚石压砧砧面（5）与金刚石压砧腰部（3）之间设有金刚石压砧底部（4），其特征在于：所述金刚石压砧球形台面（1）为圆球面。

2.根据权利要求1所述的球面和圆锥型结合体的金刚石压砧，其特征在于：所述金刚石压砧腰部（3）为圆柱形。

3.根据权利要求1所述的球面和圆锥型结合体的金刚石压砧，其特征在于：所述金刚石压砧底部（4）为16面的锥形体。

4.根据权利要求1所述的球面和圆锥型结合体的金刚石压砧，其特征在于：所述金刚石压砧冠部（2）为圆锥台形。

5.根据权利要求1所述的球面和圆锥型结合体的金刚石压砧，其特征在于：所述金刚石压砧本体镶嵌在碳化钨底座（6）内。

技术总结
本发明公开一种球面和圆锥型结合体的金刚石压砧，包括金刚石压砧本体，金刚石压砧本体的底部设有金刚石压砧球形台面，金刚石压砧本体的中间设有金刚石压砧腰部，金刚石压砧球形台面与金刚石压砧腰部之间设有金刚石压砧冠部，金刚石压砧本体的顶部设有金刚石压砧砧面，金刚石压砧砧面与金刚石压砧腰部之间设有金刚石压砧底部，金刚石压砧台面为圆球面。球面金刚石压砧在使用过程中具有球型圆弧面的金刚石进光窗口，更加合适光线穿透，减少光线反射，同时具有透镜效果，对返回的光线具有放大效果，可以获得更好的光谱信号，对实验信号采集有非常大的帮助，同时避免了全球面设计的加工精度问题造成的承压不够造成碎裂。

技术研发人员：杜可慧
受保护的技术使用者：上海砧源材料科技有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23