Устройство для создания высокого давления и температуры

(1 ц 53540 Союз Советских Социалистических Республик(21) 2104675/27 1) М. Кл.- В 011 3/О аявкис присоединение Государственный комите Совета Министров СССР по делам изобретенийи открытий(23) ПриоритетОпубликовано 15,10.76. Бюллетень38 Дата опубликования описания 05.11.7 б 53) УДК 621.979:621.762,4.06(088.8) 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЗДАНИЯ ВЫСОКОГО ДАВЛЕН И ТЕМПЕРАТУРЫавленияижнюютямиглуб. 2,ле р из уп- лектрор литой ради- состот: внутИзобретение относится к устройствам для создания высоких давлений и температур, например для синтеза алмаза или кубического нитрида бора.Известны устройства для создания высоко го давления и температуры, содержащие верхнюю и нижнюю матрицы с центральными углублениями на противостоящих торцах, контейнер из тепло- и электроизоляционного материала, в который помещен датчик темпера туры или давления. Электровводы датчика проходят через полость в теле контейнера. В этой конструкции необходимо точное выполнение отверстий для электровводов, что является технически сложной операцией. Кроме 15 того, в силу неодинакового характера перемещения материала уплотнения по его длине наблюдаются частые обрывы электрических вводов.Устройства имеют ограниченную возмож ность размещения электрических датчиков по высоте реакционного пространства, Невозможно расположение датчика в любом другом положении, отличном от диаметрального, кроме того, эти устройства не позволяют раз местить, например, две термопары в близлежащих точках реакционного объема.Целью изобретения является обеспечение возможности размещения датчиков в различных зонах реакционного пространства и пре дотвращение обрыва электровводов. Для этого в предложенном устройстве электроввод, размещенный в теле контейнера, находится в зоне минимального перемещения материала контейнера. Контейнер выполнен разъемным в виде двух концентрично установленных цилиндрических колец с радиусом сопряжения, составляющим 0,5 - ;0,8 радиуса углубления в матрице, а полость для электровводов образована отверстием во внутреннем кольце контейнера, продольным пазом на одной из поверхностей разъема и пазом на торцевой поверхности контейнера. Кроме того, полость для электровводов может иметь горизонтальный участок, образованный кольцевым пазом на одной из поверхностей разъема.На фиг. 1 изображено предложенное устройство в вертикальном разрезе; на фиг. 2 - контейнер, разрез в горизонтальной плоскости.Устройство для создания высокого д и температуры содержит верхнюю и н матрицы 1 с центральными углублен образующими рабочее пространство. У ния 2, в которые помещается контейне ругопластического, термостойкого и э изоляционного материала, наприме графского камня, завершаются кромко уса К. Контейнер выполнен разъемнык ящим из двух концентрических часте3репнего кольца 3 и внешнего - 4, Внутри онгеиера располагается реакционное пространство 5, В которое помещается датитемпературы или давления, г., данном случае термопара 6. Термоэлесроды термопары 6 из реакционного пространства 5 выводятся по полости в контейнере, образованной отверстием 7, продольным пазом 8, выполненным на наружной поверхности внутреннего кольца контейнера 3, и пазом 9, расположенным на поверхности, находящейся в углублении 2, кольца 4. Термопара 6 защищена от воздейсви компонентов реакционного пространства термостойкой электроизоляционной оболочкой 10, выполненной из спеченной окиси алюминия и закрепленной в отверстии 7. Если имеются датчик 11 давления и датчик 6 температуры с проволочными электродами, например термопары, снап которых расположены и близлежащих точках реакционного пространства, или же требуется размещение термопары не по его диаметру, как изображено на фиг. 2, электрические вводы по выходе из отверстия 7 отводятся в кольцевой паз 12, выполненный на внешней поверхности внутреннего кольца онтейнера 3, а затем укладываются в пазы 8 и 9, как изображено на фиг. 1.Для исключения обрыва электродов кольцевая полость 12 выполняется шириной не менее трех диаметров проволоки электрического ввода.Собранный таким образом контейнер с электрическими вводами устанавливается в устройство для создания высокого давления. После установки контейнера и электровводов в устройство пазы 9 засыпаются порошком литографского камня.Устройство работает следующим образом, Под воздействием усилия, развиваемого прессом, матрицы 1 сближаются. Избыточный материал контейнера деформируется и истекает из углублений 2, заполняя прилегающую к ним зону, т, е. происходит образование уплотняющего заусенца. В дальнейшем создание давления в реакционном пространстве 5 осуществляется за счет продолжающегося перемещения материала из углублений 2, а также за счет уплотнения его в углублениях и в заусенце. Следует отметить, что интенсивному перемещению подвергаются лишь определенные зоны контейнера, в основном материал наружной части кольца 4, в то время как материал контейнера, расположенный по разъему (внутренняя часть кольца 4 и наружная часть кольца 3), радиальному перемещению не подвергаются. Зона, в которой материал контейнера не подвергается радиальному перемещению, является строго определенной и для ряда типоразмеров камер высокого давления находится на расстоянии 0,5 в ; 0,8 радиуса углубления Е от его оси. Так, например, для устройства с радиусом углубления К=23 мм и диаметром реакционного пространства, равным 18 мм, эта зона располагается на расстоянии, равном 0,5 К, а для устрой 1 О 15 20 25 зо 35 4 О 45 50 55 4стга1=12,5 мм и диаметром реакционного просграпсва, равным 12 мм, эта зона находгся па расстоянии 0,81. Кроме того, материал онтейнера, расположенный вблизи поьерхности углубления, при создании высоких давлений тоже пе перемещается из углублении 2. Г 1 оэтому описанные условия работы устроства высокого давления дают возможность располагать электрические вводы в зонах опейнера, где его материал не подвергасгся значительным радиальным перемещениям, и размеценные таким образом электрические вводы сохраняют свою целостность на всех этапах создания высокого давления, Наля гие контейнера с разъемом позволяет без особых трудностей располагать датчики 6 и 11, например спаи термопар, в различных зонах реакционного пространства 5 как по его высоте, так и в горизонтальной плоскости, сохраняя размещение электрических вводов по полостям 7, 12, 8 и 9.При расположении датчиков согласно фиг.2 требуется обвод электрических вводов по наружной поверхности кольца 3 по пазу 12. В первоначальный момент приложения усилия пресса к устройству высокого давления происходит значительное осевое перемещение материала контейнера, при этом могут возникнуть значительные деформации частей электрических вводов, обведенных вокруг кольца 3 по пазу 12. Поэтому кольцевой паз 12 выполняется шириной не менее трех диаметров электрических вводов, благодаря чему исключается их деформация и обрыв. Это объясняется тем, что в момент значительных осевых перемещений матриц 1 материал контейнера заполняет свободную полость паза 12, не деформируя электрические вводы, Процесс заполнения кольцевой полости происходит в период образования уплотняющего заусенца; всестороннее сжатие реакционного объема происходит без перемещения материала контейнера в зоне размещения электрических вводов.Конструкция устройства высокого давления с размещением электрических вводов в зоне высокого давления позволяет значительно уменьшить обрывы электрических вводов и тем самым уменьшить расход драгоценных металлов. Кроме того, размещение, например, двух термопар в близлежащих точках реакционного пространства позволяет контролировать давление и температуру в процессе синтеза сверхтвердых материалов.Устройство позволяет также исследовать распределение температурного поля по всему реакционному пространству. Формула изобретения 1. Устройство для создания высокого давления и температуры, содержащее верхнюю и нкгпоо матрицы с центральными углублениями на противостоящих торцах, контейнер изкорректор О. Тюрина ПодписноеССР Тираж 864комитета Совета Минпстбретений и открытийЖ, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр. Сапунова тепло- и элсктропзоляцпопного ма;српла реакционным пространстпом, в кого 1 пе помещен датчик тсмпературы или дазления, электровводы которого проходят через полость в теле контейнера, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения возможности размещения датчика в различных зонах реакционного пространства и предотвращения обрыва электровводов, контейнер выполнен разъемным в виде двух концентрично установленных цилиндрических колец с радиусом сопряжения,аказ 2309/3 Изд,171 ЦНИИПИ Государственно по делам и 113035, Москва, с гавляющпм 0,5 - :0,8 радиуса углубления в и,:трпц:, з полость для электровводов образована отверстием во внутреннем кольце контейнера, продольным пазом на одной из по верхностей разъема и пазом на торцевой поверхности контейнера.2. Устройство по п, 1, отличающеесятем, что полость для электровводов имеет горизоптальнь 1 й участок, образованный кольце вым пазом на одной из поверхностей разь- сма