Устройство для создания высокого давления и температуры

Устройство для создания высокого давления и температуры

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«»562367

Со,ос Ссоетсиих

Социалистическим

Респ1, ;лик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 20.01.75 (21) 2098026/27 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 25.06.77. Бюллетень ¹ 23 (45) Дата опубликования описания 31.08.77 (51) .11,Кл.- В 01 1 3 06

Государственный комитет

Сосете Миннстроо СССР, ао поем изобретений н OTKpblTNH (53) УДК 621.979 (088.8) (72) Авторы изобретения А. А. Шульженко, A. Ф. Гетьман и В. И. Петренко (71) Заявитель Ордена Трудового Красного Знамени Институт сверхтвердых материалов АН Украинской ССР (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЗДАНИЯ

ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ И ТЕМПЕРАТУРЫ

Предложение относится к устройствам для создания высокого давления и температуры, а именно к устройствам для синтеза сверхтвердых материалов, например алмазов и кубического нитрида бора.

Известно устройство для создания высокого давления и температуры, состоящее из верхней и нижней матрицы с лунками на обращенных друг к другу торцах. В лунках матриц выполнены углубления, в которых размещен термоэлектроизоляционный материал (катлинит, пирофиллит). Размещение те рмоэлеклроизоляц ионного материала в специальном углублении позволяет уменьшить эрозионное повреждение B,ìàт1рице (1, 2).

Однако наличие специального углубления в лунке матрицы, которое является местом концен црац ии,напряжений, лриводит к преждевременному разрушению матрицы.

Кроме того, применение в качестве термоэлектроизоляционного материала катлинита и пирофиллита требует его частой замены, так как этот материал выгорает, становится электропрîводным и разрушается (выкрашивается).

Целью изобретения является увеличение срока службы устройства, уменьшение мощности тока нагрева и увеличение выхода сверхтвердого материала.

Для этого лиски из термоэлектроизоляционного материала с диаметром не менее диаметра контакта реакционного состава с матрицей уложены в углублениях матриц и

5 выполнены из материала с коэффициентом теплопроводности 0,1 . 10" — -1,0 . 10 кал, c.÷ . сгк град и с температурой плавления 1000 ——

3500 С, например асбеста, и укреплены металлическим порошком при давлении свыше

1<> 30 коар и температуре свыше 900 С.

Возможен вариант, когда на диск из термоэлектроизоляцпонного материала, укрепленного металлическим порошком, уложен диск из тугоплавкого металла с диаметром, 15 превышающим диаметр диска из термоэлсктропзоляционного материала.

Предлагаемое устройство позволяет увеличить срок его службы не менее, чем на

20 -p,i .

15,p, уменьшить мощность тока нагрева прн синтезе сверхтвердых материалов на 20 — 60% за счет резкого уменьшения отдачи тепла из реакционного сосуда; увеличить выход сверхтвердых материалов с каждого опыта на

10 — ЗОPp за счет хменьшення перепада температуры в реакционном сосуде: увеличить срок службы термоэлектропзоляционного MBтериала в 3 — 5 раз.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

562307

Оно состоит из двух одинаковых матриц

1 с центральными лунками 2, в которые уложен диск 8 из термоэлсктроизоляционного материала, например асбеста, укрепленный металлическим порошком 4, например никелем, кобальтом, железом, медью, алюминием и другими, и тугоплавкого материала 5, например молибдена, тантала, вольфрама, и контейнера б из термоэлектроизоляционно 0 материала, например катлинита.

Предложенное устройство позволяет использовать диски (напр имер из асбеста) различных размеров. Так, например, при увеличении эрозионного повреждения твердосплавной или стальной матрицы, которое неизбежно при синтезе алмазов или кубического нитрида бора, следует применять диск i увеличенного диаметра, т. е. диски, которые перекрывают эрозион ное повреждение матрицы.

Предложенное устройство работает следующим образом.

При сближении матриц под высоким давлением материал контейнера с реакционным составом, деформируясь, по IHÎIcTb10 заполняет центральные углубления и уплотняется.

При достижении давления пресса, температуры и времени, необходимых для получения сверхтвердых материалов, происходит разгрузка пресса и, соответственно, устройства. Диск из асбеста, закрепленный металлическим порошком и накрытый диском из тугоплавкого материала, плотно прикрепляется к матрице.

При достижении давления пресса, температуры и времени, необходимых для получения сверхтвердых материалов, происходит разгрузка пресса и, соответственно, устройства. Диск из асбеста, закрепленный металлическим порошком и накрытый диском из тугоплавкого материала, плотно прикрепляется к матрице.

Такая конструкция устройства позволяет предохранить матрицу от преждевременного прогорания и разрушения.

5 Формула изобретения

1. Устройство для создания высокого давления и температуры, состоящее из верхнеи и нижней матриц с центральными углубле10 ниями на обращенных друг к другу торцах, в которые помещен контейнер с реакционным составом, а также размещенных мсжду поверхностями углублений и торцами контейера дисков из термоэлектроизоляционного ма15 териала, отличающееся тем, что, с целью увеличения срока службы устройств"., уменьшения мощности тока нагрева и увеличения выхода сверхтвердого материала, диски из термоэлектроизоляционного материала

20 с диаметром не менее диаметра контакта реакционного состава с матрицей уложены в углублениях матриц и выполнены из материала с коэффициентом теплопроводност,r

0,1 . 10 —: 1,0 10 кал сл сек. град., с температурой плавления 1000 — 3500 С, например асбеста, и укреплены металлическим порошком при давлении свыше 30 кбар и температуре свыше 900 С.

2. Устройство по п. 1, отл и ч а ющеес я тем, что на диск пз термоэлектроизоляционного материала, укрепленного металлическим порошком, уложен диск из тугоплавкого металла с диаметром, превышающим диамегр диска из термоэлектроизоляционного материала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент США " - 2941242, кл. 421 †4

4О от 14.02.55.

2. Патент США ¹ 2941243, кл. 421 — 411 от 1955.

562307 г з

1 2

Составитель Ю. Артемов

Текред А. Камышникова

Корректор И. Симкина

Редактор Л. Народная

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Заказ 504/1173 Изд. ¹ 73 Тирани 947 Подппсно

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5