Пристрій для створення високого тиску та температури

Пристрій для створення високого тиску та температури, що містить дві співвісно розташовані матриці з центральними заглибинами, які скріплені кільцями підтримки, контейнер з реакційною шихтою, встановлений в заглибинах матриць, та прокладки з спеченого металевого порошку, розташовані між контейнером і матрицею, який відрізняється тим, що у центрах заглибин матриць між дном заглибини матриці та контейнером з реакційною шихтою встановлені струмопровідні елементи, що мають форму тіла обертання і виконані з матеріалу, адгезійно активного з матеріалом прокладки, окрім того пластичність матеріалу струмопровідного елемента більша пластичності матеріалу матриці, але менша, ніж пластичність матеріалу прокладки. Винахід відноситься до галузі техніки високого тиску, а саме до пристроїв для створення високого тиску та температури, типу "матриця з лункою", що використовуються в процесах синтезу алмазів та інших надтвердих матеріалів (НТМ). Відомий пристрій, що містить дві співвісно розташовані матриці з центральними заглибинами, що скріплені кільцями підтримки, контейнер з реакційною шихтою, встановлений в заглибинах матриць та прокладки, розташовані між контейнером і матрицею, виконані з спеченого металевого порошку [AC CPCP №797108 B01J3/06. Опубл. 05.06.78]. Основний недолік даного пристрою полягає у тому, що в процесі експлуатації наступає момент, коли усунення пошкодження матриць, що утворюється в наслідок їх прогорання, шляхом встановлення прокладки, виконаної з спеченого металевого порошку, не є ефективним через витиснення металевого порошку у кільцеву щілину. Іншим недоліком є швидке руйнування металевої прокладки в зоні локального перегрівання (у місці контакту з реакційною шихтою), що призводить до електроерозійного зношення матриць. В основу винаходу поставлена задача розробити пристрій, що мав би збільшений термін експлуатації за рахунок усунення пошкодження матриць, що утворюється в наслідок їх прогорання і запобігання ерозійному зношенню матриць. В пристрої для створення високого тиску та температури, що містить дві співвісно розташовані матриці з центральними заглибинами, які скріплені кільцями підтримки, контейнер з реакційною шихтою, встановлений в заглибинах матриць та прокладки, розташовані між контейнером і матрицею, виконані з спеченого металевого порошку, згідно з винаходом ця задача вирішується тим, що у центрах заглибин матриць між дном заглибини матриці та контейнером з реакційною шихтою встановлені струмопровідні елементи у формі тіла обертання виконані з матеріалу адгезійно активного з матеріалом прокладки, окрім того пластичність матеріалу струмопровідного елемента більше пластичності матеріалу матриці, але менше, ніж пластичність матеріалу прокладки. Розташування струмопровідного елемента (в зоні локального перегрівання) дозволяє усунути пошкодження матриці, що утворюється в наслідок її прогорання в процесі експлуатації, знизити теплове навантаження на дно заглибини матриці і (19) UA (11) 75981 (13) C2 (21) 20040503711 (22) 18.05.2004 (24) 15.06.2006 (46) 15.06.2006, Бюл. № 6, 2006 р. (72) Мосін Віктор Олександрович, Рогачов Олександр Володимирович, Клочко Тимофій Олександрович (73) ВІДКРИТЕ АКЦІОНЕРНЕ ТОВАРИСТВО "ПОЛТАВСЬКИЙ АЛМАЗНИЙ ЗАВОД" (56) RU 2075342 20.03.1997 SU 1699579 23.12.1991 SU 1302505 20.08.1995 SU 834983 15.04.1984 RU 2077376 20.04.1997 SU 564875 15.07.1977 UA 13658 25.04.1997 UA 13659 25.04.1997 3 75981 4 прокладку з порошку спеченого металу і Пристрій працює наступним чином: при уповільнити витискання прокладки з спеченого зближенні матриць (2) під дією зусилля пресу металевого порошку, що запобігає передчасному матеріал контейнера (3) деформується і витікає у електроерозійному зношенню матриць. кільцеву щілину між торцями матриць (2), утвоНа кресленні зображений пристрій у розрізі. рюючи замикаючий пруг на краях центральних Пристрій містить дві співвісно встановлені матриці заглибин. При досягненні заданого тиску реакційна (2) з центральними заглибинами, що скріплені шихта (4) нагрівається шляхом пропускання через кільцями підтримки (1), струмопровідні елементи неї електричного струму. Після завершення синте(6), прокладки (5) зі спеченого металевого порошзу струм вимикається, тиск знімається, ку, контейнер (3) з теплоізоляційного матеріалу, виконується заміна контейнеру (3). реакційну шихту (4) і муфту (7) з пластичного Оснащення пристрою металевими прокладкаматеріалу. ми (5) і струмопровідним елементом (6) Струмопровідний елемент (6) виконується з виконується наступним чином. Металевий порометалів або сплавів (залізо, сталь і т.д.), що задошок, наприклад, нікель, мідь або їх суміш розтавольняють наступним вимогам: шовують в центральній заглибині нижньої матриці 1. Матеріал, що застосовується, повинен за(2). Потім на металевий порошок встановлюється лишатися у твердому стані при тиску і струмопровідний елемент (6), контейнер (3) із температурі, що досягаються під час синтезу алреакційною шихтою (4) і верхня матриця (2). мазу та НТМ, так, щоб частина струмопровідного Під дією зусилля пресу і електричного струму елемента (6), що контактує з реакційною шихтою металевий порошок і струмопровідний елемент (4) зберігала свою форму на протязі кількох міцно скріплюються з поверхнею матриці. десятків циклів роботи пристрою. Аналогічно оснащується верхня матриця при2. За тих же самих тиску і температури строю. матеріал струмопровідного елементу (6) повинен У процесі експлуатації пристрою відбувається набувати пластичності, достатньої, щоб звернена поступове зношення струмопровідних елементів до дна заглибини матриці (2) його частина набута прокладки зі спеченого металевого порошку. вала форму заглибини вже після кількох перших При необхідності струмопровідні елементи і проциклів роботи пристрою. кладка можуть бути замінені новими. 3. Матеріал струмопровідного елементу (6) та Таким чином усувається пошкодження матматеріал прокладки (5) повинні бути адгезійно акриць, що утворюється в наслідок їх прогорання в тивними один до одного та створювати міцне спопроцесі експлуатації, знижується теплове наванлучення під впливом високого тиску і температури. таження на дно заглибини матриці і прокладку з Розмір струмопровідного елемента порошку спеченого металу, уповільнюється витипідбирається виходячи з розмірів заглибини скання прокладки зі спеченого металевого порошматриці і повинен бути дещо менше, ніж діаметр ку, що підвищує термін експлуатації пристрою (поциліндричного отвору контейнера, заповненого над 700 циклів при тиску 45ГПа і температурі реакційною шихтою. 1250°С). Комп’ютерна верстка М. Клюкін Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601