金刚石合成用发热管分选方法及发热管电阻测量方法与流程

1.本发明属于电阻测量技术领域，具体涉及金刚石合成用发热管分选方法及发热管电阻测量方法。


背景技术：

2.在六面顶压机的合成过程中，发热管作为主要发热元件是生产人造金刚石、聚晶金刚石复合片(pdc)必要的高温高压条件中重要的热源。发热管发热是否均匀稳定直接决定了合成产品的质量。
3.由于每次合成过程需要用到多个发热管，相同规格的多个发热管在同一合成产品批次中阻值越稳定，在合成过程中六面顶压机的电流变化越小，不同块产品烧结温度之间差异越小，对合成产品的性能稳定性、一致性越有利。
4.但是，由于发热管为管状结构，现有技术不容易准确地测量出发热管的电阻，实际生产中，在使用发热管时通常通过重量进行分选，具体地，在相同规格下，先在同一批次或者不同批次之间通过重量进行分选，按照相同重量区间进行使用，但通过这种方式分选出的发热管在应用到合成产品的生产过程中仍然存在电阻稳定性差、产品稳定性差、成品率低的问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种金刚石合成用发热管分选方法，以解决现有技术中在使用发热管合成金刚石时存在的产品稳定性差、成品率低的问题，还提供一种发热管电阻测量方法，以解决现有技术不能准确测出发热管电阻导致使用发热管合成金刚石时存在产品稳定性差、成品率低的问题。
6.本发明的金刚石合成用发热管分选方法的技术方案是：
7.1)定义发热管的两端分别为第一端和第二端，在发热管的第一端选取n个第一端导线导通位，n个第一端导线导通位在发热管的第一端的圆周方向上分布，其中，n不小于3，n个第一端导线导通位分别为第一端导线导通位a1、第一端导线导通位a2……
第一端导线导通位an，在发热管的第二端上选取n个与第一端导线导通位一一对应的第二端导线导通位，n个第二端导线导通位在发热管的第二端的圆周方向上分布，n个第二端导线导通位分别为第二端导线导通位b1、第二端导线导通位b2……
第二端导线导通位bn，第一端导线导通位和第二端导线导通位用于与电阻测量装置导通，相互对应的第一端导线导通位和第二端导线导通位处于沿发热管轴向延伸的直线上；
8.2)在第一端导线导通位a1和与第一端导线导通位a1对应的第二端导线导通位b1上分别与电阻测量装置的正极导线、负极导线导通，测得发热管的电阻为r1，在第一端导线导通位a2和与第一端导线导通位a2对应的第二端导线导通位b2上分别与电阻测量装置的正极导线、负极导线导通，测得发热管的电阻为r2，在第一端导线导通位an和与第一端导线导通位an对应的第二端导线导通位bn上分别与电阻测量装置的正极导线、负极导线导通，测得发
热管的电阻为rn；
9.3)计算发热管电阻r0＝(r1 r2
……rn
)/n；
10.4)根据发热管的电阻对发热管进行分选。
11.本发明的技术效果是：由于通过多次在发热管的端部的不同位置对发热管的电阻进行多次测量并取测量结果的平均值作为发热管的最终电阻，因此测出的每个发热管的电阻较为准确，在根据发热管的电阻对发热管进行分选后，使同一批次的金刚石产品在合成过程中使用电阻较为接近的发热管，由于发热管之间的阻值差异较小，在合成过程中六面顶压机的电流变化较小，不同块产品烧结温度之间差异较小，使得合成的金刚石产品的性能稳定性、一致性较好，从而提高了合成过程中的稳定性，提高了合成产品的成品率。
12.进一步地，所述第一端导线导通位在发热管的第一端的圆周方向上均匀布置，所述第二端导线导通位在发热管的第二端的圆周方向上均匀布置。
13.其有益效果在于：导线导通位在发热管的端部的圆周方向上均匀布置，使得测量位置分布的更加合理，测量准确度更高。
14.进一步地，n等于3。
15.其有益效果在于：每个端部上只选取三个测量位置，数量较少，有利于提高测量效率。
16.进一步地，电阻测量装置通过导电夹夹持发热管实现与发热管的导电连接。
17.其有益效果在于：利用导电夹把电阻测量装置的导线与发热管导通，取放导线较为方便、迅速，有利于提高测量效率。
18.进一步地，电阻测量装置为直流电阻测量仪。
19.其有益效果在于：直流电阻测量仪使用方便，成本低。
20.本发明的发热管电阻测量方法的技术方案是：
21.1)定义发热管的两端分别为第一端和第二端，在发热管的第一端选取n个第一端导线导通位，n个第一端导线导通位在发热管的第一端的圆周方向上分布，其中，n不小于3，n个第一端导线导通位分别为第一端导线导通位a1、第一端导线导通位a2……
第一端导线导通位an，在发热管的第二端上选取n个与第一端导线导通位一一对应的第二端导线导通位，n个第二端导线导通位在发热管的第二端的圆周方向上分布，n个第二端导线导通位分别为第二端导线导通位b1、第二端导线导通位b2……
第二端导线导通位bn，第一端导线导通位和第二端导线导通位用于与电阻测量装置导通，相互对应的第一端导线导通位和第二端导线导通位处于沿发热管轴向延伸的直线上；
22.2)在第一端导线导通位a1和与第一端导线导通位a1对应的第二端导线导通位b1上分别与电阻测量装置的正极导线、负极导线导通，测得发热管的电阻为r1，在第一端导线导通位a2和与第一端导线导通位a2对应的第二端导线导通位b2上分别与电阻测量装置的正极导线、负极导线导通，测得发热管的电阻为r2，在第一端导线导通位an和与第一端导线导通位an对应的第二端导线导通位bn上分别与电阻测量装置的正极导线、负极导线导通，测得发热管的电阻为rn；
23.3)计算发热管电阻r0＝(r1 r2
……rn
)/n；
24.本发明的技术效果是：由于通过多次在发热管的端部的不同位置对发热管的电阻进行多次测量并取测量结果的平均值作为发热管的最终电阻，因此测出的每个发热管的电
阻较为准确，在使用发热管时能够根据发热管的电阻对发热管进行分选，使同一批次的金刚石产品在合成过程中使用电阻较为接近的发热管，由于发热管之间的阻值差异较小，在合成过程中六面顶压机的电流变化较小，不同块产品烧结温度之间差异较小，使得合成的金刚石产品的性能稳定性、一致性较好，从而提高了合成过程中的稳定性，提高了合成产品的成品率。
25.进一步地，所述第一端导线导通位在发热管的第一端的圆周方向上均匀布置，所述第二端导线导通位在发热管的第二端的圆周方向上均匀布置。
26.其有益效果在于：导线导通位在发热管的端部的圆周方向上均匀布置，使得测量位置分布的更加合理，测量准确度更高。
27.进一步地，n等于3。
28.其有益效果在于：每个端部上只选取三个测量位置，数量较少，有利于提高测量效率。
29.进一步地，电阻测量装置通过导电夹夹持发热管实现与发热管的导电连接。
30.其有益效果在于：利用导电夹把电阻测量装置的导线与发热管导通，取放导线较为方便、迅速，有利于提高测量效率。
31.进一步地，电阻测量装置为直流电阻测量仪。
32.其有益效果在于：直流电阻测量仪使用方便，成本低。
附图说明
33.图1为直流低电阻测量仪的结构示意图；
34.图2为图1中的为直流低电阻测量仪测量原理图；
35.图3第一端导线导通位在碳管的第一端上的分布示意图；
36.图4第二端导线导通位在碳管的第二端面上的分布示意图；
37.图5为图1中的直流低电阻测量仪测量碳管时的状态示意图；
38.图中：1、显示面板；2、电阻测量仪主机；3、按钮区域；4、鳄鱼式夹子；5、导线；51、电流导线；52、电压导线；6、主机支架；7、碳管；71、第一导通位；72、第二导通位；73、第三导通位；74、第四导通位；75、第五导通位；76、第六导通位。
具体实施方式
39.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明了，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
40.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
41.需要说明的是，可能出现的术语如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的关系或者顺序。而且，术语如“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在
涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
等限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法。
42.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
43.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“设有”应做广义理解，例如，“设有”的对象可以是本体的一部分，也可以是与本体分体布置并连接在本体上，该连接可以是可拆连接，也可以是不可拆连接。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
44.以下结合实施例对本发明作进一步地详细描述。
45.本发明所提供的金刚石合成用发热管分选方法的具体实施例1：
46.本实施例中，发热管具体为碳管7，在其它实施例中，发热管可以为钢管或铜管，选用直流低电阻测量仪作为电阻测量装置，用于测量碳管电阻，直流低电阻测量仪测量精度高，可达到0.001mω，能够准确测量出碳管的电阻。
47.如图1所示，直流低电阻测量仪包括显示面板1、电阻测量仪主机2、操作按钮区域3、鳄鱼式夹子4、导线5和主机支架6，其中，显示面板1用于显示测量电阻数值，电阻测量仪主机2用于处理数据，并提供测量电阻的直流电，通过在操作按钮区域3进行操作，能够对直流低电阻测量仪进行测量档位、校准的操作，如图2所示，直流低电阻测量仪的内部测量电阻原理是利用开尔文四线测量法测量电阻，直流低电阻测量仪上延伸出两组测量导线5，一组为正极导线，另一组为负极导线，每组测量导线5包括两根导线，分别是电流导线51和电压导线52，每组导线端部连接有鳄鱼式夹子4作为导电夹，鳄鱼式夹子4用于夹持在碳管7的两端以进行电阻的测量。
48.在测量时，两根电流导线51测量的是经过碳管7的电流，两根电压导线52测量的是碳管7的两端压降，最终通过r＝u/i计算得到碳管的电阻值。
49.本发明的金刚石合成用发热管分选方法包括发热管电阻测量方法，发热管电阻测量方法包括以下步骤：
50.(1)定义碳管7的两端分别为第一端和第二端，在碳管7的第一端的圆周方向上均匀分布n个第一端导线导通位，在第二端的圆周方向上均匀分布n个第二端导线导通位，本实施例中，n等于3，第一端导线导通位和第二端导线导通位相互一一对应，六个导线导通位分别为第一端导线导通位a1、第一端导线导通位a2、第一端导线导通位a3、第二端导线导通位b1、第二端导线导通位b2和第二端导线导通位b3，如图3、图4和图5所示，定义第一端导线导通位a1为第一导通位71，第一端导线导通位a2为第二导通位72，第一端导线导通位a3为第三导通位73，第二端导线导通位b1为第四导通位74，第二端导线导通位b2为第五导通位75，第二端导线导通位b3为第六导通位76，则图3展示的是第一端导线导通位在第一端的圆周方向上的分布情况，图4展示的是第二端导线导通位在第二端的圆周方向上的分布情况，其
中，第一导通位71和第四导通位74对应，第二导通位72和第五导通位75对应，第三导通位73和第六导通位76对应，相互对应的第一端导线导通位和第二端导线导通位处于沿碳管7的轴向延伸的直线上；
51.(2)如图5所示，利用两个鳄鱼式夹子4分别夹持住碳管7两端相互对应的第一导通位71和第四导通位74，在直流电阻测量仪的显示面板1稳定显示电阻后，读出并记下此次测量的碳管7的电阻为r1；
52.之后将碳管7旋转120
°
，把上述的两个鳄鱼式夹子4分别夹持住碳管7两端相互对应的第二导通位72和第五导通位75，在直流电阻测量仪的显示面板1稳定显示电阻后，读出并记下此次测量的碳管7的电阻为r2；
53.最后再次将碳管7转120
°
，把上述的两个鳄鱼式夹子4分别夹持住碳管7两端相互对应的第三导通位73第六导通位76，在直流电阻测量仪的显示面板1稳定显示电阻后，读出并记下此次测量的碳管7的电阻为r3；
54.(3)最终碳管电阻r0＝(r1 r2 r3)/3。
55.利用上述发热管电阻测量方法继续测量多个碳管的电阻后，根据测量完成的碳管的电阻阻值，按照0.2mω为一个区间宽度，对碳管进行分选使用。
56.由于通过多次在碳管的端部的不同位置对碳管的电阻进行多次测量并取测量结果的平均值作为碳管的最终电阻，因此测出的每个碳管的电阻较为准确，在根据碳管的电阻阻值将不同阻值的碳管进行分选后，使同一批次的金刚石产品在合成过程中使用同一电阻区间的碳管，由于同一电阻区间的碳管的阻值差异较小，在合成过程中六面顶压机的电流变化较小，不同块产品烧结温度之间差异较小，使得合成的金刚石产品的性能稳定性、一致性较好，从而提高了合成过程中的稳定性，提高了合成产品的成品率。
57.本发明所提供的金刚石合成用发热管分选方法的具体实施例2：
58.实施例1中，电阻测量装置为直流电阻测量仪。本实施例中，与实施例1不同的是，电阻测量装置为欧姆表。
59.本发明所提供的金刚石合成用发热管分选方法的具体实施例3：
60.实施例1中，待测碳管的两端各有3个导线导通位，在一个导线导通位测量完成后，旋转碳管120
°
以在另一个导线导通位进行测量。本实施例中，与实施例1不同的是，对于较大内外径规格的碳管，碳管的两端各有4个导线导通位，在一个导线导通位处测量完成后，旋转碳管90
°
以在另一个导线导通位进行测量。
61.本发明所提供的金刚石合成用发热管分选方法的具体实施例4：
62.实施例1中，三个第一端导线导通位在第一端的圆周方向上均匀布置。本实施例中，与实施例1不同的是，三个第一端导线导通位在第一端的圆周方向上不均匀布置，在第一次测量完成后，旋转碳管100
°
以进行第二次测量，然后旋转碳管120
°
以进行第三次测量。
63.本发明所提供的金刚石合成用发热管分选方法的具体实施例5：
64.实施例1中，导线端部连接有鳄鱼式夹子，鳄鱼式夹子夹持在碳管上以将导线与碳管导通。本实施例中，与实施例1不同的是，测量导线被导电胶固定在碳管上以将导线与碳管导通。
65.本发明所提供的金刚石合成用发热管分选方法的具体实施例6：
66.实施例1中，导线端部连接有鳄鱼式夹子，鳄鱼式夹子夹持在碳管上以将导线与碳
管导电连接。本实施例中，与实施例1不同的是，测量时通过人工同时将正极导线和负极导线分别导电压紧在碳管的两端以实现碳管与导线的导通。
67.本发明的发热管电阻测量方法的具体实施例，发热管电阻测量方法的具体内容与上述金刚石合成用发热管的分选方法的实施例中的发热管电阻测量方法的具体内容相同，在此不再赘述。
68.最后需要说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细地说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行不需付出创造性劳动地修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。