Устройство для создания высокого давления и тепмературы

О П И С А Н И Е 1 ц 56384ИЗОБРЕТЕНИЯ Сааз Советских Социалистииссииз Республик(21) 2132498/27 2) Заявлено 08.05,75 присоединением заявкиГосуларственньй кочите 3) Приоритет Совета Министров СССРпо делаи нзобретениЯ Опубликовано 30.06,77, Бюллетень24) Авторы изобретения В, Б. Шипило и Н. А. Шишоно 1) Заявитель Институт физики твердого тела и полупроводник АН Белорусской ССР54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЗДАНИЯ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ И ТЕМПЕРАТУРЫИзобретение касается обработки материалов высоким давлением, в частности устройств высокого давления для синтеза алмазов и кубического нитрида бора.Известно устройство для создания высокого давления и температуры, включающее две твердосплавные вставки с углублениями в центре, в которых располагается контейнер пз литографского камня с графитовым нагревателем и реакционной смесью. Торцы трубчатого нагревателя соприкасаются с поверхностью углублений вставок в их центральной части 11.Однако в этом устройстве сильный локальный разогрев центральных частей вставок приводит к их выгоранию, а следовательно, к изменению давления и температуры внутри реакционной зоны, так как при этом меняются объем углублений вставок и переходное сопротивление графит в тверд сплав. Из-за большого теплоотвода по торцам нагревателя в последнем имеется значительный температурный градиент по длине. КПД такого нагревателя низок, а синтезируемый продукт отличается заметным разбросом физико-механических свойств от опыта к опыту.Целью изобретения является уменьшение температурного градиента по длине нагревателя, увеличение его КПД и устранение выгорания вставок. Это достигается тем, что в предлагаемомустройстве для создания высокого давления и температуры на торцах трубчатого нагревателя установлены шайбы из графита и контактирующие с ними дисковые электроды, сопряженныс по наружному диаметру с поверхностью вставок, а в полости между шайбами, электродамп п поверхностью углублений вставок установлены прокладки из нетеплопровод ного материала, например материала контейнера.На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 - узел 1 на фиг, 1; на фиг, 3 - то же, вариант исполнения электродов.15 Устройство включает две твердосплавныевставки 1 со сферическими углублениями, внутри которых располагается контейнер, состоящий из двух шаровых сегментов 2 и кольцевой части 3 из литографского камня, В 2 О кольцевой части находится графитовый нагреватель, состоящий из цилиндрической трубки 4 и двух торцовых шайб 5. С центральными выступами шайб 5 соприкасаются два дисковых электрода 6, изолированных от остальной 25 поверхности указанных шайб тонкими прокладками 7, которые при небольших размерах нагревателя могут отсутствовать. Дисковые электроды 6 могут иметь переменную толщину (см. фиг. 2), где толщина увеличивается от 30 центра к периферии.563184 Формула изобретения 1 2 Составитель Ю. Артемоведактор О. Юркова Текред М Семенов Корректор Л. Кото Подписи Тираж 947овета Министров ССоткрытийая наб д. 4/5 Изд.533И Государственного комитета по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Раушс Заказ 1470/15ЦНИИП, Сапунова, 2 ипографи Кроме того, электроды могут быть выполнены в форме полого конуса (см. фиг. 3). Толщина стенок такого конического электрода также может увеличиваться к периферии. Шаровые сегменты 2 изготавливают из литографского камня д - ВМ, МдО, А 1 гОз или из других материалов с низкой теплопроводностью.Устройство работает следующим ооразом, После создания давления внутри контейнера на вставки 1 подается ток, который, проходя через электроды 6, шайбы 5 и цилиндрическую трубку 4, нагревает реакционную смесь 8 до необходимой температуры. Благодаря дисковой форме электродов 6 и изменяющейся их толщине температура электродов будет уменьшаться от центра к периферийным частям и поэтому явление выгорания твердо- сплавных вставок практически отсутствует. Важно, чтобы материал нагревателя окружал реакционную смесь со всех сторон. В этом случае ток, обтекая реакционную смесь со всех сторон, равномерно ее разогревает. Тепловые градиенты такого нагревателя минимальны,Шаровые сегменты 2 обеспечивают при нагреве необходимую теплоизоляцию центральных частей углублений вставок 1.Устранение выгорания твердосплавных вставок, а также наличие надежной теплоизоляции между торцовыми частями нагревателя и центральными участками углублений вставок позволяют увеличить стойкость вставок и уменьшить расход электроэнергии на питание нагревателя. Устройство для создания высокого давления10 и температуры, содержащее две твердосплавные вставки с углублениями в центре, в которых расположены контейнер с реакционнойсмесью, размещенной внутри графитового нагревателя, отличающееся тем, что, с це 15 лью уменьшения температурного градиентанагревателя, увеличения его КПД и устранения выгорания вставок, на торцах трубчатогонагревателя установлены шайбы из графитаи контактирующие с ними дисковые электро 20 ды, сопряженные по наружному диаметру споверхностью вставок, а в полости междушайбами, электродами и поверхностью углублений вставок установлены прокладки из нетеплопроводного материала, например мате 25 риала контейнера.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР326804,кл. В 011 1/00, 19 О,