CN111195506B - 一种爆轰式合成装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种爆轰合成用双管连接结构及基于其的爆轰合成装置，包括驱动管、样品管和设置在样品管端口的端塞，驱动管套设在样品管外，所述驱动管与样品管及端塞之间均存在空腔；还包括固定件，在驱动管的顶部端口和底部端口处均覆盖设有固定件；起爆后，爆轰波由上至下依次传递，受冲击作用，驱动管由上至下发生向样品管轴线的聚心滑移运动，使驱动管由上至下依次包覆在样品管的顶部端塞、样品管及样品管的底部端塞外。本发明提供的装置使得石墨样品有效转换成高纯度金刚石，转化率可达90％以上，并且使转化的产物高纯度金刚石完整地回收，回收率达100％，利于实现产业化生产。

Description

一种爆轰式合成装置

技术领域

本发明涉及新材料合成技术领域，具体涉及一种爆轰合成用双管连接结构、以及一种爆轰式合成装置。

背景技术

金刚石以其优异的性能在高端制造业如精密工具、耐磨零件、光学元件涂层、电子产品配件加工等领域有广泛应用。金刚石不光是“工业牙齿”，还是“终极半导体”， 以金刚石为代表的第三代半导体及器件是未来集成电路，信息时代发展的基础，在生物检测和医疗、平板显示、环保工程、功能器件等多个高新技术领域都有巨大的应用潜力。

现在金刚石微粉及制品已经广泛应用于汽车、机械、工具、电子、集成电路、手机、航空、航天、光学仪器、玻璃、陶瓷、石油、地质、蓝宝石、芯片、半导体硅片、医学、电子信息通信等领域。金刚石及其金属复合的材料和制品列入战略性新兴产业。

由于金刚石在地球上的蕴藏量非常稀少，且藏于地层深处不易开采，远远满足不了工业和科技迅速发展的需要，为此，在20世纪50年代，美英等国花了大量的人力、物力进行人工合成金刚石的科学研究，成功发明了两种人造金刚石方法，并在70-80年代形成了产业化生产。第一种方法是采用高温高压机械设备，使石墨经相变转化为单晶金刚石的静压法，现在这种技术已比较成熟和普及。静压合成的单晶金刚石粒度在mm量级，且静压法只能生产出单晶金刚石。主要生产厂家有美国的General Electric，美国的De Beers和中国河南黄河实业公司等。第二种是动压合成方法，由炸药爆炸产生冲击动高压高温条件，使石墨在μs量级的时间尺度内转变成粒度为μm量级的多晶金刚石。动高压合成技术不需要庞大而昂贵的机械设备，是合成新材料的一种新技术，现在完全掌握了此项技术，真正实现了产业化的只有美国的Du Pont等少数公司。

多晶金刚石与单晶金刚石相比，不仅是晶体结构和颗粒大小的区别，在性能上也有许多不同之处。多晶金刚石基于其优异的磨削性能，可用于航空、航天、半导体、LED、精密陶瓷、蓝宝石衬底等高精尖技术领域。

金刚石与石墨是碳元素的同素异形晶体，要人工合成金刚石自然容易想到用石墨来作合成原料。碳的压力—温度相图是一个单元复相图，如图1所示。相图给出了石墨、金刚石稳定存在的温度、压力区域，在压力较高的金刚石稳定区域，石墨型晶体结构是不稳定的，石墨必需转变为金刚石以降低本身的自由能；相反，在较低压力的石墨稳定区域，金刚石型多晶体结构是不稳定的，它要转变为石墨以降低自身的能量。碳的这种多相性相图告诉人们：要想爆炸冲击合成金刚石，至少需要满足以下要求：

第一，必须研制合适的爆轰装置，创造一定的高温、高压条件，使石墨转变为金刚石；

第二，要使高温、高压下存在的金刚石相，在瞬态的爆轰卸载到常温常压时保存下来，防止石墨化；

第三，因爆炸是一个很难驾驭的过程，必须解决金刚石回收的技术难题。

现有技术难点主要集中在要用动高压合成高纯度多晶金刚石的同时提高金刚石的转化率和回收率，并且还要最大限度降低成本以实现产业化生产。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：现有爆轰合成金刚石过程中存在转化率低、回收困难的问题，本发明提供了解决上述问题的一种爆轰式合成装置。

本发明通过下述技术方案实现：

一种爆轰合成用双管连接结构，包括驱动管、样品管和设置在样品管端口的端塞，驱动管套设在样品管外，所述驱动管与样品管及端塞之间均存在空腔；还包括固定件，在驱动管的顶部端口和底部端口处均覆盖设有固定件；起爆后，爆轰波由上至下依次传递，受冲击作用，驱动管由上至下发生向样品管轴线的聚心滑移运动，使驱动管由上至下依次包覆在样品管的顶部端塞、样品管及样品管的底部端塞外。

以爆轰冲击合成金刚石为例，爆轰冲击合成金刚石就是石墨与铜粉的混合物中引入一强冲击波，通过强冲击波产生几千度温度和几十万大气压的瞬态作用，使石墨转变为金刚石；这一瞬态暴烈过程在几十μs到几百μs内完成，因此动高压合成过程本身调控和驾驭难度非常大，样品管端部的密封端塞极易被炸开，造成样品飞散，转化率低、且回收难度极大。

本发明设计的样品管和驱动管连接结构，使驱动管端部能够发生聚心运动和塑性形变，进一步紧紧包覆在端塞上，可有效防止样品管端部的密封端塞炸开，利于提高转化率和回收率。因此，本发明中驱动管主要可实现以下两个功能，其一是作为吸收炸药能量的载体，当其冲击样品管时将能量传递给样品，产生使石墨转变为金刚石的高温高压条件，其二是爆炸后，当驱动管在空腔飞行与端塞及样品管高速碰撞后，驱动管与端塞及样品管的碰撞压力已远高出驱动管本身材质的Hugoniot弹性极限，材料进入塑性区，经聚心效应和塑性形变，驱动管紧紧地包覆在样品管和两端密封端塞上，防止端塞被炸飞，原料样品被完全密封在样品管内；驱动管、样品管和两端的密封端塞通过爆轰强化效应作用，就构成了一个很高强度的复合管，形成了金刚石样品的回收容器，能将冲击加载后达到20GPa以上的压力和几千度高温的样品完好的密封起来。

进一步地，沿样品管的整个轴向位置处，所述驱动管内壁和样品管外壁之间的环向等间距间隙作为空腔。

本发明设计驱动管和样品管之间无任何障碍，利于保障爆轰波均匀传播，以形成高温高压合成条件，且使驱动管发生聚心运动和塑性变形紧紧包覆在样品管及端塞外形成两端封闭的复合管。

进一步地，所述端塞上用于与驱动管包覆接触的部位的外径小于样品管的外径。

作为优选方案，设计端塞上用于与驱动管包覆接触的部位的外径小于样品管的外径，这样高压爆轰产物推动驱动管向端塞轴线做聚心运动，驱动管在端塞小径处收缩后的口径要小于在样品管处收缩的口径，因此驱动管自动形成端部缩口结构，对端塞的紧固作用进步增大。

进一步地，所述端塞呈锥形结构，且锥形结构的大径端与样品管连接。

设计端塞呈锥形结构，在提高驱动管对端塞紧固作用的同时，利于爆轰波平稳向下传输。

进一步地，在起爆后，爆轰波传递至驱动管的端部与固定件连接处时，驱动管的端部与固定件连接处断开，固定件受拉伸波作用向外飞散。

从爆轰物理学可知，在空气中，当柱形装药从一端平面起爆时，朝爆轰波运动方向传播的质量（M1）和能量（E1）与同爆轰波运动相反方向传播的质量（M2）和能量（E2）之比为：M1/M2=4/5，E1/E2=16/11。在装置的端部，即样品管的顶端和底端，当高压爆轰产物向空中作散心膨胀时，将产生拉伸波，拉伸波在样品管的端部且有足够的强度时，则可能使样品管端部管口破裂，而使管内样品喷射泄漏，为了避开端部的拉伸区，在样品管和驱动管的端部设置固定件，当固定件获得动量之后，向外飞散而把动量带走，使样品管的端部躲开拉伸区，有效防止回收容器端部管口破裂，达到完整回收样品的目的。

进一步地，对于安装在驱动管顶部的固定件包括固定环和至少一层盖板；所述固定环的一端与驱动管的顶部连接、另一端与盖板连接；所述盖板用于密封空腔；对于安装在驱动管底部的固定件包括固定环和底座，所述固定环的一端与驱动管的底部连接、另一端与底座连接；所述底座起固定和支撑作用。

本发明的盖板用来固定样品管和驱动管以及固定环，并且密封住样品管和驱动管之间的空腔的顶部开口处，以防止炸药进入空腔内。底座用于固定和支撑驱动管和样品管

进一步地，所述驱动管的端部与固定环的端部相互拼接构成同轴筒体结构。

本发明使驱动管和固定环采用拼接结构连接，即可保障在爆轰过程中固定环能顺利飞出带走动量，又可实现结构的最大化简化，降低成本。

进一步地，所述驱动管的底部或顶部端面处设有沿轴向向外延伸的限位环I，对应固定环的端面处设有沿轴向向外延伸的限位环II，通过限位环I和限位环II的相互套设实现驱动管与固定环的连接。

一方面使得驱动管和固定环之间的连接结构大大简化，利于降低制作成本及装卸成本；另一方，高压爆轰产物推动驱动管端部发生聚心运动时，固定环和驱动管连接部位不会产生任何阻力。

进一步地，还包括固定块，所述固定块位于固定环内，且固定块的一端与端塞连接、另一端与盖板或底座连接。

在样品管和驱动管的端部加上固定块和固定环，当这些块和环获得动量之后，向外飞散而把动量带走，这样就能有效保护回收容器的端部，利于完整回收样品。为保护样品管端部尽可能带走较多的动量，可增加固定环和固定块的重量，如采用金属环或金属块结构。

一种爆轰式合成装置，包括壳体，还包括置于壳体内的、上述的一种爆轰合成用双管连接结构；壳体的内壁和驱动管的外壁之间的腔室内用于填充主炸药；所述驱动管和样品管的底部通过固定件安装在托盘上，所述托盘用于封住壳体的底端；壳体的顶端设有引爆部件。

本发明实质上提供了一种柱面滑移爆轰双管冲击合成装置，当在装置顶端起爆炸药后，形成一个爆轰波，爆轰波以稳定速度沿着驱动管外壁从上向下传播，爆轰波阵面后的高压爆轰产物推动驱动管向装置轴线作聚心运动。在空腔飞行过程中，在炸药-驱动管交界面上，由于压缩波与稀疏波的相互作用，驱动管将不断从炸药中获得能量而持续加速，驱动管越向轴心会聚，由于聚心效益，它的自由面速度也将越来越快。当驱动管与样品管高速碰撞后，在样品中形成了一个稳定的爆轰冲击波系统，从上到下穿越整个样品，使样品达到均匀压缩。因此，本发发明的转化率非常高，达到90%以上，可100%回收。

进一步地，所述引爆部件包括引爆药、雷管固定板和雷管；所述引爆药平铺于主炸药的顶层，引爆药上设置雷管固定板，雷管固定板上固定有雷管。

上述的爆轰合成用双管连接结构、或者上述的一种爆轰式合成装置，用于将低压相材料转变成高压相材料，或者用于粉碎硬质材料；所述高压相材料包括金刚石、碳化物、氮化物、硼化物。

爆炸与冲击作用产生的高压、高温、高应变率构成了对物质作用的独一无二的综合手段，有广泛的应用前景，除了用于合成金刚石，柱面滑移爆轰装置也可广泛应用在其他新材料的研制中，如可以用来合成硬度仅次于金刚石的纤锌矿型和闪锌矿型氮化硼，也可以用来合成TiC、TiB、B₄C和SiC等碳化物、硼化物和氮化物结构陶瓷，这些正是许多高技术部门中迫切需要的质量轻耐高温的结构材料；此外，还可用来粉碎在常规情况下难以粉碎的如金刚石一类的超硬材料，使之适合于各种不同的用途。

本发明具有如下的优点和有益效果：

1、本发明提供的样品管和驱动管连接结构，使驱动管端部能够发生聚心运动和塑性形变，进一步紧紧包覆在端塞上，可有效防止样品管端部的密封端塞炸开，利于提高转化率和回收率。因此，本发明中驱动管主要可实现以下两个功能，其一是作为吸收炸药能量的载体，当其冲击样品管时将能量传递给样品，产生使石墨转变为金刚石的高温高压条件，其二是爆炸后，当驱动管在空腔飞行与端塞及样品管高速碰撞后，驱动管与端塞及样品管的碰撞压力已远高出驱动管本身材质的Hugoniot弹性极限，材料进入塑性区，经聚心效应和塑性形变，驱动管紧紧地包覆在样品管和两端密封端塞上，防止端塞被炸飞，原料样品被完全密封在样品管内，促进原料样品完全反应；驱动管、样品管和两端的密封端塞通过爆轰强化效应作用，就构成了一个很高强度的复合管，形成了金刚石样品的回收容器，能将冲击加载后达到20GPa以上的压力和几千度高温的样品完好的密封起来。

2、本发明设置固定环和固定块利于带走动量，防止样品管端部破裂。在装置的端部，当高压爆轰产物向空中作散心膨胀时，将产生拉伸波，拉伸波在样品管的端部且有足够的强度时，则可能使样品管端部管口破裂，而使管内样品喷射泄漏，为了避开端部的拉伸区，在样品管和驱动管的顶端和/或底端设置固定环和固定块，当固定环和固定块获得动量之后，向外飞散而把动量带走，使样品管的端部躲开拉伸区，有效防止回收容器端部破裂，达到完整回收样品的目的。

3、本发明设置固定环和固定块利于移动至样品管处的爆轰波稳定传输。因为炸药刚起爆时，有一段从不稳定到稳定的爆轰距离，通过在顶端加适当高度的固定块和固定环，也能起到避开炸药不稳定爆轰区的作用。

爆轰冲击合成金刚石就是石墨与铜粉的混合物引入一强冲击波，通过强冲击波产生几千度温度和几十万大气压的瞬态作用，使石墨转变为金刚石；用铜粉作淬火剂，把高温高压下稳定的金刚石相在低温低压下保存下来。本发明就是将这一瞬态暴烈过程变成可控可调能按人们的要求可驾驭。

本发明对于破除技术封锁、实现多晶金刚石产业化生产具有重要意义。爆炸合成或者冲击波合成新材料，在材料研究中已成为一种新的重要技术，这种新技术有着广阔的应用前景。申请人经多年的爆轰冲击波物理研究，运用渊博的理论知识和丰富的实验功底，并且掌握了冲击引起石墨至金刚石相转机理的内在规律，巧妙地设计发明了这种装置，能够满足石墨转换成金刚石的高温高压条件，使得样品石墨在本装置内被均匀地压缩转换成高纯度多晶金刚石，转化率得到空前的提高达到90%以上；并且使转化的产物高纯度多晶金刚石完整地回收，本发明提供的装置可以100%回收金刚石，可实现产业化生产。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为碳的压力—温度相图；附图1中，实线：石墨—金刚石相平衡线； 点划线：金刚石熔化线；虚线：石墨熔化线；

图2为本发明的一种爆轰式合成装置结构示意图；

图3本发明场地回收的实物图。

以上附图中标记及对应的零部件名称：1-样品，2-样品管，3-空腔，4-驱动管，5-主炸药，6-引爆药，7-端塞，8-固定块，9-固定环，10-盖板，11-底座，12-木托盘，13-壳体，14-雷管定位板，15-雷管。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

本实施例提供了一种爆轰合成用双管连接结构，包括驱动管4和样品管2，驱动管4和样品管2均为圆管结构，驱动管4同轴套设在样品管2外，驱动管4内壁和样品管2外壁之间的环向间隙作为空腔3；样品管2的顶端口和底端口均设置密封端塞7，且样品管2的顶端口和底端口均位于驱动管4内。还包括固定件，在驱动管4的顶部端口和底部端口处均覆盖设有固定件，可防止主炸药进入空腔3内；起爆后，爆轰波由上至下依次传递，受冲击作用，驱动管4由上至下发生向样品管2轴线的聚心滑移运动，使驱动管4由上至下依次包覆在样品管2的顶部端塞7、样品管2及样品管2的底部端塞7外。

实施例2

在实施例1的基础上进一步改进，所述端塞7上用于与驱动管4包覆接触的部位的外径小于样品管2的外径；进一步优选，端塞7为圆台体结构，且圆台体结构的大径端塞入样品管2的端口内，圆台体结构的小径端与固定件连接。

实施例3

在实施例1或2的基础上进一步改进，所述固定件在起爆后爆轰波传递至驱动管4的端部与固定件连接处时，驱动管4的端部与固定件连接处断开，固定件受拉伸波作用向外飞散；驱动管4的端部做向样品管2轴线聚心运动后包覆在端塞7外。作为优选方案，对于安装在驱动管4顶部的固定件包括固定环9和两层盖板10；固定环9的一端与驱动管4的顶部连接、另一端与盖板10连接；盖板10用于密封空腔3，在盖板10的下板面上开设有环形槽，所述固定环9的端部可嵌入环形槽内固定。对于安装在驱动管4底部的固定件包括固定环9和底座11，固定环9的一端与驱动管4的底部连接、另一端与底座11连接；底座11起到支撑作用。

对于实现驱动管4和固定环9连接的结构如下所示：驱动管4的端部与固定环9的端部相互拼接构成同轴筒体结构。具体地，驱动管4顶部与固定件连接结构为：驱动管4的端面内侧沿轴向向外延伸设有限位内环，固定环9的端面外侧沿轴向向外延伸有限位外环，限位外环套设在限位内环外，且限位内环的端面与固定环9的端面相抵接触，限位外环的端面与驱动管4的端面相抵接触。在驱动管4底部与固定件连接结构为：驱动管4的端面外侧沿轴向向外延伸设有限位外环，固定环9的端面内侧沿轴向向外延伸有限位内环，限位外环套设在限位内环外，且限位内环的端面与驱动管4的端面相抵接触，限位外环的端面与固定环9的端面相抵接触。

进一步优选方案，还包括固定块8，固定块8位于固定环9内，且固定块8的一端与端塞7连接、另一端与盖板10连接，如图2所示；固定块8和固定环9均采用金属材质制作而成。

实施例4

本实施例提供了一种爆轰式合成装置，包括壳体13，实施例3提供的一种爆轰合成用双管连接结构安装在壳体13内；壳体13的内壁和驱动管4的外壁之间的腔室内用于填充主炸药。设置在样品管2和驱动管4顶部的固定件由固定环9、固定块8和盖板10构成，设置在样品管2和驱动管4底部的固定件由固定环9、固定块8和底座11构成，底座11用来固定样品管2和驱动管4以及固定块8和固定环9。驱动管4和样品管2的底部通过固定件安装在木质托盘12上，木质托盘12用于封住壳体13的底端；壳体13的顶端设有引爆部件。

实施例5

在实施例4的基础上进一步改进，所述引爆部件包括引爆药6、雷管固定板14和雷管15；所述引爆药6平铺于主炸药5的顶层，且引爆药层的底面与固定件顶部接触、顶层与雷管固定板14的下板面接触；雷管固定板14上设置雷管15。炸药是合成装置的能源，本实施例装置用药量为260KG，将主炸药放入壳体13与驱动管4之间的间隙中；在整个顶平面上铺一层RDX高能引爆药，其厚度1cm～3cm；然后将雷管15插在雷管定位板14中。

一、采用实施例5提供的装置合成多晶金刚石，原理分析如下：

1、能够创造一定的高温、高压条件，使石墨转变为金刚石，且获得高转化率：

本实施例实质上是提供了一种柱面滑移爆轰双管冲击合成装置，当在装置顶端起爆炸药后，在炸药中形成一个爆轰波，爆轰波以稳定速度沿着驱动管外壁从上向下传播，爆轰波阵面后的高压爆轰产物推动驱动管向装置轴线作聚心运动。在空腔飞行过程中，在炸药--驱动管交界面上，由于压缩波与稀疏波的相互作用，驱动管将不断从炸药中获得能量而持续加速，驱动管越向轴心会聚，由于聚心效益，它的自由面速度也将越来越快。当驱动管与样品管高速碰撞后，在样品管中冲击波，形成了一个稳定的爆轰冲击系统，从上到下穿越整个样品，使样品达到均匀压缩。因此，我们的转化率非常高，达到90%以上。

2、能够防止石墨化：

与冲击压缩过程相随的是压力的卸载过程，在卸载过程中，为了尽可能的减少金刚石向石墨的逆向相变，在样品中掺和导热性能好的金属粉末（如铜粉）就能起到冲击淬火的作用，合适选择石墨和金属粉末的混合比例就能达到这一要求。

3、回收率高：

由于驱动管与样品管的碰撞压力已远高出驱动管本身材质的Hugoniot弹性极限，材料进入塑性区，经聚心效应和塑性形变，驱动管紧紧地包覆在样品管和两端密封塞上，驱动管、样品管和两端的密封塞通过爆轰作用，就构成了一个强度很高的复合管，成为了生成金刚石的回收容器。此外，在装置的端部，当高压爆轰产物向空中作散心膨胀时，将产生拉伸波，拉伸波在样品管的端部且有足够的强度时，则可能使样品管管口破裂，而使管内样品喷射泄漏，为了避开样品管端部的拉伸区，在样品管和驱动管的端部加上固定块和固定环，这样就能有效保护回收容器的端部不被炸开。金刚石回收率可达100%

经爆轰冲击合成金刚石后，从复合管回收容器中取出样品（即金刚石，石墨和铜粉混合物），进行选择性氧化的酸处理，以分离出样品中的金刚石，然后进行金刚石的筛选分级等后续提纯工作。

综上所述，本发明提供的爆轰装置，能够满足石墨转换成金刚石的高温高压条件，使得样品石墨在本装置内被均匀地压缩转换成高纯度多晶金刚石，转化率得到空前的提高达到90%以上；并且使转化的产物高纯度多晶金刚石完整地回收，回收率达100%

申请人已通过该装置成功合成高纯度纳米结构多晶金刚石，转化率达到90%以上，并且使转化的产物高纯度纳米结构多晶金刚石完整地100%回收，其粒度在0-32μm之间呈正态分布，完全可以实现产业化生产。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种爆轰合成用双管连接结构，包括驱动管（4）、样品管（2）和设置在样品管（2）端口的端塞（7），驱动管（4）套设在样品管（2）外，其特征在于，所述驱动管（4）与样品管（2）及端塞（7）之间均存在空腔（3）；还包括固定件，在驱动管（4）和样品管（3）的顶部端口、以及驱动管（4）和样品管（3）的底部端口均覆盖设有固定件，所述固定件用于固定驱动管（4）和样品管（2）；

炸药在顶部起爆，爆轰波由上至下依次传递，受爆轰波作用，驱动管（4）由上至下发生向样品管（2）做轴线的聚心滑移运动，受拉伸波作用，双管的顶端部和底部与固定件连接处断开，固定件向管外飞出，驱动管（4）由上至下依次包覆在样品管（2）的顶部和底部端塞（7）外，形成一个完整的回收容器；所述双管为驱动管（4）和样品管（2）。

2.根据权利要求1所述的一种爆轰合成用双管连接结构，其特征在于，沿样品管（2）的整个轴向位置处，所述驱动管（4）内壁和样品管（2）外壁之间的环向等间距间隙作为空腔（3）。

3.根据权利要求1或2任一项所述的一种爆轰合成用双管连接结构，其特征在于，所述端塞（7）上用于与驱动管（4）包覆接触的部位的外径小于样品管（2）的外径。

4.根据权利要求3所述的一种爆轰合成用双管连接结构，其特征在于，所述端塞（7）呈锥形结构，且锥形结构的大径端与样品管（2）连接。

5.根据权利要求1所述的一种爆轰合成用双管连接结构，其特征在于，对于安装在驱动管（4）顶部的固定件包括固定环（9）和至少一层盖板（10）；所述固定环（9）的一端与驱动管（4）的顶部连接、另一端与盖板（10）连接；所述盖板（10）用于密封空腔（3）；对于安装在驱动管（4）底部的固定件包括固定环（9）和底座（11），所述固定环（9）的一端与驱动管（4）的底部连接、另一端与底座（11）连接；所述底座（11）起到固定和支撑作用。

6.根据权利要求5所述的一种爆轰合成用双管连接结构，其特征在于，所述驱动管（4）的端部与固定环（9）的端部相互拼接构成同轴筒体结构。

7.根据权利要求6所述的一种爆轰合成用双管连接结构，其特征在于，所述驱动管（4）的底部或顶部端面处设有沿轴向向外延伸的限位环I，对应固定环（9）的端面处设有沿轴向向外延伸的限位环II，通过限位环I和限位环II的相互套设实现驱动管（4）与固定环（9）的连接。

8.根据权利要求7所述的一种爆轰合成用双管连接结构，其特征在于，还包括固定块（8），所述固定块（8）位于固定环（9）内，且固定块（8）的一端与端塞（7）连接、另一端与盖板（10）或底座（11）连接。

9.一种爆轰式合成装置，包括壳体（13），其特征在于，还包括置于壳体（13）内的、权利要求1至8任一项所述的一种爆轰合成用双管连接结构；壳体（13）的内壁和驱动管（4）的外壁之间的腔室内用于填充主炸药（5）；所述驱动管（4）和样品管（2）的底部通过固定件安装在托盘（12）上，所述托盘（12）用于封住壳体（13）的底端；壳体（13）的顶端设有引爆部件。

10.根据权利要求9所述的一种爆轰式合成装置，其特征在于，所述引爆部件包括引爆药（6）、雷管固定板（14）和雷管（15）；所述引爆药（6）平铺于主炸药（5）的顶层，引爆药（6）上设置雷管固定板（14），雷管固定板（14）上固定有雷管（15）。

11.权利要求1至8任一项所述的爆轰合成用双管连接结构的应用、或者权利要求9至10任一项所述的一种爆轰式合成装置的应用，其特征在于，用于将低压相材料转变成高压相材料，或者用于粉碎硬质材料；所述高压相材料包括金刚石、碳化物、氮化物、硼化物。

12.一种高压相材料，采用权利要求9或10所述的一种爆轰式合成装置合成，其特征在于，包括多晶金刚石、碳化物、氮化物、硼化物。

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