Реакционная ячейка устройства сверхвысокого давления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 1 5 В 01 Л 3/О 0 ПИСДНИК ИЗ 0 ВЕКТК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕРЬСТВУ я 2.и формоо ановленными раэцом, о тем, что,ы поверхно и материал смеси гекс с 10-80 ма(71) Институт физ оких дАН СССР(54)(57) 1, РЕАКЦИОННАЯ ЯЧЕЙКАРОЙСТВА СВЕРХВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯполучения сверхтвердых материалвключающая графитовый трубчатыйгреватель с размещенными в немцом реакционной шихть 1, изолирующи прокладкамидышем, устелем и ощ а я с яния чистосверхтвердьполнен изрида бора з ежду нагрев ич аю -ики выс авлени целью повышеи изделий из в, вкладышонально ын вкого Л туг оксида.СТРеакциодля отличаюв качестве ту в,Эна- бразпользуют окснд иэ группы: кал .и цирконий. Изобретение относится к области создания сверхвысокого .давления и может быть использовано при изготовлении материалов на основе алмаза и кубического нитрида бора,Известная реакционная ячейка устройства сверхвысокого давления, содержащая графитовый нагреватель, в котором размещен фигурный вкладыш, отделенный от нагревателя изоляционной прокладкой из гексагонального нитрида бора и обеспечивающий придание изделию заданной формы, и графитовый стержень, диаметр которого на 15-203 больше диаметра отверстия в изделии.Однако такая ячейка имеет недостаточнув чистоту поверхности спеченных с ее использованием изделий из сверхтвердых материалов.Наиболее близким техничнием к изобретению являетс ная ячейка устройства сверхвысокого давления для получения изделий из сверхтвердых материалов, содержащая графитовый трубчатый нагреватель с размещенными в нем заготовкой реак-: ционного материала и вкладышем изгексагонального нитрида бора, установленным между нагревателем и заготовкой.Однако эта ячейка имеет недостаточную чистоту поверхности изделий из сверхтвердых материалов, соответствующую не более чем второму классу.Цель изобретения вповышение чистоты поверхности полученных йзделий.Поставленная цель достигается тем, что реакционная ячейка устройства сверхвысокого давления содержит графитовый трубчатый нагреватель с размещенным в нем образцом реакционной шихты, изолирующими прокладками еским решея реакционГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР нная ячейка по и.щ а я с я тем, что оплавкого оксида исметалла, выбранного ьций, магний, алюминии формообразующим вкладышем, выполненным иэ смеси гексагонального нитрида бора с 10 - 80 мас.тугоплавкогооксида. 5Отличие предложенной реакционнойячейки заключается в выполнении формообразующего вкладыша из смеси гексагонального нитрида бора с 10-80 мас.Хтугоплавкого оксида. Дополнительное 10отличие заключается в использованиив качестве тугоплавкого оксида используют оксид металла, выбранногоиз группы: кальций, маг 11 ий, алюминийи цирконий. 15Выполнение вкладышей из чистогогексагонального нитрида бора не позволяет достичь высокой чистоты поверхности получаемых изделий вследствие взаимодействия между материаломвкладыша и реакционным материалом впроцессе нагрева под давлением. Введение перечисленных оксидов в составматериала вкладыша позволяет в значительной мере снизить эффект вэаимодей ствия и тем самым улучшить качествоповерхности иэделий.Следует отметить, что вкладыш одновременно выполняет функции формообразующей и изолирующей прокладки, врезультате чего его применение приво-.дит к увеличению размеров получаемыхизделий.Верхний предел содержания оксидов80 мас,7. определяется снижением прес 35суемости смеси и трудностью получениявкладышей заданной формь 1. Уменьшениесодержания оксидов ниже 10 мас.7. приводит к недопустимому снижению чистоты поверхности полученных изделий.На чертеже изображена схема предложенной реакционной ячейки устройствасверхвысокого давления,В контейнере 1 установлен нагреватель 2, в котором размещен образец 4реакционной шихты 3, изолирующие прокладки 4 и формообразующий вкладыш 5,находящиеся между нагревателем и образцом. Вкладыш 5 может иметь любую форму и установлен по отношению к нагревателю произвольно.Устройство работает следующим об разом,В контейнере 1 устройства сверхвысокого давления устанавливают графитовый нагреватель 2, В нагревателе 2 размещают изолирующие прокладки 4, изготовленные из смеси гексагонального нитрида бора с 10 мас.7, оксида кальция, и формообразующийвкладыш 5 иэ смеси порошков гексагонального нитрида бора с 10-80 мас.Ходного иэ перечисленных выше оксидов,полученный прессованием смеси при давлении 6-10 кбар. Затем в ячейку помещают образец реакционной шихты 3, содержащей смесь порошков алмаза ЛСМ5/3, кубического нитрида бора ЛГР 1 5и сплава никель-титан. Порошки сверхтвердых материалов и металлическогосплава входят в шихту в соотношении3:2 по массе. Смесь подвергают воздействию давления 40 кбар и нагревудо 1150 оС в течение 30 с. Затем снижают температуру и давление. Спеченное изделие имеет чистоту поверхности, соответствующую четвертому классу, и форму, соответствующую формевкладыша,Для сравнения были изготовленыидентичные изделия, но с использованием реакционных ячеек по прототипуи аналогу.Результаты определения чистотыповерхности изделий, полученных с использованием предложенной и известныхреакционных ячеек, представлены втаблице. Как следует из данных, приведенных в таблице, в результате использования предложенной реакционной ячейки чистота поверхности спеченных иэделий возросла от второго до четвертого класса, что позволяет исключить операцию их последующей шлифовки.1008945 Реакционная ячейка Состав материала вкладыша, мас.й Пример Чистота,поверхностиизделий,класс аО М 80.Ая.Оз ЕЮ .Графит Гексагональный нитридбора 10 8010 80 10 80 10 80 100 1 Предложенная23456789 По прототипу10 По авт, св. СССРР 661963 90 20 90 20 90 20 90 20 100 4 4 4 4 4 4 4 4 2