Реактор для проведення самопоширюючого високотемпературного синтезу (свс-процесу)

Реферат: Реактор для проведення самопоширюючого високотемпературного синтезу (СВС-процесу) містить оснащений знімною кришкою термоізольований корпус з оглядовим вікном та предметний столик всередині корпусу, а також систему підведення-відведення газоподібного агента та засіб для підпалу шихти. У кришці реактора змонтовано запобіжник вибуху, а засіб для підпалу шихти виконаний у вигляді спіралі розжарювання, яка з’єднана з джерелом живлення. Для контролю за початком, закінченням та температурним ходом СВС-процесу у шихті встановлені щонайменше дві термопари, які з'єднані з вторинними приладами. UA 91287 U (12) UA 91287 U UA 91287 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до засобів для проведення самопоширюючого високотемпературного синтезу, переважно у порошковій металургії і може бути використана для синтезу високовогнетривких неорганічних сполук: боридів, карбідів, силіцидів, нітридів, металів IV і V груп. Відомий реактор, в якому реалізують спосіб отримання тугоплавких неорганічних сполук. Такий реактор містить корпус, всередині якого розміщений зразок попередньо відформованої шихти, в масі якої утворені наскрізні канали для ініціювання заряду для утворення реакції горіння, при цьому крізь канали для охолодження продуктів синтезу пропускають газоподібний холодоагент, крім того витримують умову Sкан/Fзар>0,13, де Sкан - сумарна площа поперечного перерізу наскрізних каналів, a Fзар - площа поперечного перерізу заряду шихти [Див. пат. Росії № 2091312, МКЛ C01G 1/00 1997 р.]. Недоліком такого пристрою є те, що необхідно дотримуватися умов співвідношення його конструктивних вузлів у відповідності з емпіричною формулою, крім того СВС-процес не є контрольованим в ході синтезу. Відомий також спосіб синтезу тугоплавких неорганічних сполук, який реалізують у пристрої, що містить герметичну бомбу постійного тиску, заповнену інертним газом та споряджену металевими електродами для підведення іскрового розряду струмами короткого замикання, при цьому металеві електроди розташовані на поверхні попередньо спресованого зразка тугоплавкої неорганічної сполуки, а сам зразок розташований усередині бомби [Див. пат. України на кор. мод. № 78956, МКЛ C01G 1/00 2013 р.]. Недоліком такого пристрою є те, що СВС-процес здійснюється у неконтрольованих умовах. Найбільш близьким за технічною суттю до реактора, що заявляється, є реактор для проведення самопоширюючого високотемпературного синтезу в космосі, який містить споряджений кожухом контейнер, при цьому кожух закріплений на основі контейнера нерухомо, а на поверхні основи встановлена щонайменш одна реакційна камера, яка містить корпус з кришкою і власну основу, в якій змонтований герметичний електричний рознім для підводу напруги на ініціюючий пристрій до зразка, запресованого у кільце електроізоляційного матеріалу, причому зразок оснащений замкнутою ампулою та встановлений на підкладці, а на бічній поверхні корпусу виконане оглядове вікно [Див. пат. Росії № 2245222, МКЛ B22F 3/23 2005 р.]. Суттєвим недоліком такого пристрою є складність конструкції і обмеження сфери застосування, а саме: пристрій призначений виключно для проведення СВС-процесів у космосі. Задача корисної моделі спрямована на спрощення конструкції, підвищення надійності та зменшення вартості обслуговування. Поставлена задача вирішується таким чином. У відомому реакторі для проведення самопоширюючого високотемпературного синтезу (СВС-процесу), що містить споряджений знімною кришкою термоізольований корпус з оглядовим вікном та предметний столик всередині корпусу, а також систему підведеннявідведення газоподібного агента та засіб для підпалу шихти, згідно з корисною моделлю, що заявляється, у кришці ректора змонтовано запобіжник вибуху, а засіб для підпалу шихти виконаний у вигляді спіралі розжарювання, яка з'єднана до джерела живлення, причому для контролю за початком, закінченням та температурним ходом СВС-процесу у шихті встановлені щонайменше дві термопари, які з'єднані з вторинними приладами. На кресленні, що додається, схематично зображений реактор для проведення самопоширюючого високотемпературного синтезу (СВС-процесу). Реактор для проведення самопоширюючого високотемпературного синтезу (СВС-процесу) містить герметизовану термоізольовану ємність 1, оснащену знімною кришкою 2, в якій змонтовано запобіжник 3 вибуху. Запобіжник 3 містить корпус 4, пружину 5 та регулювальну гайку 6. Всередині ємності 1 встановлений предметний столик 7 з попередньо відформованою (спресованою) шихтою для синтезування потрібної сполуки. У шихті встановлені вольфрамова спіраль 8 та термопари 9, 10, при цьому кінці вольфрамової спіралі електрично з'єднані з джерелом живлення (на кресленні не показано), а вільні кінці термопар 9, 10 підключені через аналогово-цифровий перетворювач до комп'ютера, як вторинного прибору для фіксації температури. Крім того, на бічній поверхні ємності виконане оглядове вікно 11, а також змонтовані штуцери 12, 13 для підведення - відведення газоподібного агента. Уся конструкція реактора встановлена на опорах 14. Реактор працює таким чином. При знятій кришці 2 у ємність 1 на предметний столик 7 встановлюють попередньо підготовлений зразок. Підготовка зразка полягає у підборі складу шихти, її пресуванні та розташовані у ній кінців термопар 9, 10, які запресовують у початок та кінець зразка. Підводять до початку зразка вольфрамову спіраль 8, кінці якої з'єднують через вимикач до джерела 1 UA 91287 U 5 10 15 живлення, а вільні кінці термопар 9, 10 під'єднують через аналогово-цифровий перемикач до комп'ютера для фіксації температури в процесі проведення синтезу. Після чого ємність 1 реактора щільно закривають кришкою 2 та ретельно перевіряють герметичність прокладок. Потім порожнину ємності 1 заповнюють крізь штуцери 12, 13 інертним газом, наприклад, аргоном до тиску 0,1…10 МПа, вмикають вольфрамову спіраль 8, ініціюючи таким чином початок СВС-процесу. За СВС-процесом, що здійснюється у ємності 1, спостерігають крізь оглядове вікно 11. Величина струму, що проходять по спіралі 8 дорівнює 10 А. Швидкість поширення хвилі горіння визначають за показниками термопар 9, 10. По закінченню процесу синтезу тиск інертного газу знижують до нормального, а зразок охолоджують протягом 0,5…0,8 год. Подачу інертного газу припиняють, ємність 1 розгерметизовують шляхом зняття кришки 2, а отриману речовину (зразок) вилучають з ємності 1 для подальшого дослідження якості отриманого зразка та використання його у потрібній галузі науки чи виробництва. В разі виникнення вибухонебезпеки спрацьовує запобіжник 3, що змонтований у кришці 2 ємності 1. При цьому ведення СВС-процесу негайно припиняють, вимикають струм, а ємність 1 розгерметизовують для з'ясування причини аварійної ситуації. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 Реактор для проведення самопоширюючого високотемпературного синтезу (СВС-процесу), що містить оснащений знімною кришкою термоізольований корпус з оглядовим вікном та предметний столик всередині корпусу, а також систему підведення-відведення газоподібного агента та засіб для підпалу шихти, який відрізняється тим, що у кришці реактора змонтовано запобіжник вибуху, а засіб для підпалу шихти виконаний у вигляді спіралі розжарювання, яка з′єднана з джерелом живлення, причому для контролю за початком, закінченням та температурним ходом СВС-процесу у шихті встановлені щонайменше дві термопари, які з'єднані з вторинними приладами. Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2