Резонатор для эпр измерений при высоких давлениях

 

РЕЗОНАТОР ДЛЯ ЭПР-ИЗМЕРЕНИЙ ПРИ ВЫСОКИХ ДАВЛЕНИЯХ, твердотельный цилиндрический с типом колебаний ( ), представляющий Собой лейкосапфировый цилиндр с покрытой металлическим серебром поверхностью , в котором в пучности магнитного поля внутри металлической прокладки находится исследуемый образец в передающей давление жидкости , а лейкосапфировый цилиндр помещен в контейнер высокого давления с торцовыми пробками, в кг торых расположены коаксиал с элементом связи, оптические окна, передающий давление поршень, о т л и чающийся тем, что, с целью повышения верхнего Предела давлений лейкосапфировый цилиндр с типом колебаний HQ выполнен со сквозным осевым каналом, в котором по скользящей посадке размещены 1юдвижные g лейкосапфировые плунжеры, на внутренних торцах icoTopbix укреплены конические алмазные нако альни, обжимающие металлическую прокладку с исследуемь м образцом или сам исследуемый образец.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

С ОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

3 @ G 01 N 24/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ1ТИЙ ф ф 1 Ъ"

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3521125/18-25 (22) 14.12.82 (46) 15.04.84. Бюл.Ф 14 (72) Г.Н.Нейло и А.Д.Прохоров (71) Донецкий физико-технический институт AH УССР (53) 62).317.4(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N 693232, кл. G 01 N 27/78, 1977.

2. Барнетт Г. и др. Система для

ЭПР-измерений при гидростатических давлениях до 60 кбар. П.Н.И. 1978, Р 3, с. 67 (прототип). (54) (57) РЕЗОНАТОР ДЛЯ ЭПР-ИЗМЕРЕНИЙ

ПРИ ВЫСО1(ИХ ДАВЛЕНИЯХ, твердотельный цилиндрический с типом колебаний

Н н„ (где и =0,1,2 }, представляющий собой лейкосапфировый цилиндр с покрытой металлическим серебром поверхностью, в котором в пучности

ÄÄSUÄÄ 1086377 А магнитного поля внутри металлической прокладки находится исследуемый образец в передающей давление жидкости, а лейкосапфировый цилиндр помещен в контейнер высокого давления с торцовыми пробками, в къторых расположены коаксиал с элементом связи, оптические окна, передающий давление иорш .нь, о т Jl u ч а ю шийся тем, что, с целью повышения верхнего предела давлений, лейкосапфировый цилиндр с тином колебаний Н,„ выполнен со сквозным осев 11 вым каналом, в котором по скользящей посадке размещены подвижные лейкосапфировые плунжеры, на внутренних торцах которых укреплены конические алмазные наковальни, обжимающие металлическую прокладку с исследуемым образцом или сам исследуемый образец.

1086377 1 прокладки находится исследуемый образец в передающей давление жидкости, а лейкосапфировый цилиндр помещен в контейнер высокого давления с торцовыми пробками, в которых расположены коаксиал с элементом связи, оптические окна и передающий давле ние поршень, лейкосапфировый цил1лндр с типом колебаний Н ц л вы10 полнен со сквозным осевым каналом, в котором по скользящей посадке размещены подвижные лейкосапфировые плунжеры, на внутренних торцах которых укреплены конические алмаз15 ные наковальни, обжимающие металлическую прокладку с исследуемым образцом или сам исследуемый образец.

Изобретение относится к радиоспектроскопии и может найти применение в исследованиях, использующих метод электронного парамагнитного резонанса (ЭПР 1, в частности при изучении веществ, находящихся в условиях высокого гидростатического или одноосного давлений.

Известен резонатор, предназначенный для ЭПР-исследований, с твердотельным заполнением, размещаемый в сосуде высокого давления. типа цилиндр-поршень. В качестве твердотельного заполни-.еля используют специально ориентированный монокристапл лейкосапфира. Резонатор позволяет проводить исследования спектров ЭПР в широком интервале температур и высоких давлениях до 30 кбар (1 j. .Однако для всех устройств, использующих в качестве генератора высокого давления сосуды типа цилиндрпоршень, характерна невозможность получения давления выше 40-50 кбар(максимаЛьное давление, получаемое в этих сосудах, изготовленных из лучших сортов стали, 50 кбар ).

Наиболее близким к изобретению является резонатор для ЭПР-измерений при высоких давлениях, твердотельный цилиндрический с типом колебаний (rpe п=0,1,2) представляющий собою лейкосапфировый цилиндр с покрытой металлическим серебром поверхностью, в котором в пучности магнитного поля внутри металлической прокладки находится исследуемый образец в передающей давление жидкости, а лейкосапфировый цилиндр помещен в контейнер высокого давления с тдрцовыми пробками, в которых расположены коаксиал с элементом связи, оптические окна, передающий давление поршень 1.2 1.

При давлениях вьшiе 25 кбар в сапфировом резонаторе часто образуются трещины при сбросе давления и его невозможно использовать повторно.

Цель изобретения — повышение верх него предела давления.

Поставленная цельдостигается тем, что в резонаторе для ЗПР-измерений при высоких давлениях, твердотельном, цилиндрическом с типом колебаний

Н,л„(где п=0,1,2), представляющем собою лейкосапфировый цилиндр с покрытой металлическим серебром поверхностью, в котором в пучности магнитного поля внутри металлической

На чертеже показана конструкция резонатора, разрез.

Резонатор для ЭГ!Р-измерений при высоких давлениях представляет со- бою лейкосапфировый цилиндр 1 с покрытой металлическим серебром поверхностью, в которой оставлены отверстия для коаксиала с петлей связи и для оптических окон; для трехсантиметрового диапазона длин волн цилиндр имеет размеры: диаметр

13 мм и высоту 23 мм. Б цилиндре в месте расположения пучности магнитного поля резонатора находится исследуемый образец 2, внутри металлической прокладки в передающей давление жидкости. Цилиндр помещен в контейнер высокого давления

3. Контейнер закрыт верхней 4 и нижней 5 торцовыми пробками. В верхней торцовой пробке в эксцентричном отверстии находится подвижный коаксиал с петлей связи 6, а осевое отверстие пробки является оптическим окном 7. Б нижней пробке соосно расположены передающий давление поршень 8, съемный шток 9 и фиксирующая гайка 10. Лейкосапфировый цилиндр выполнен со сквозным осевым каналом, в котором по скользящей посадке размещены два лейкосапфировых плунжера 11. На внутренних торцах плунжеров смонтированы алмазные конические наковальни l2, выполненные иэ монокристаллического алмаза ювелирного качества в форме усеченной пирамиды, между которыми в металлической прокладке размещены исследуемый образец, передающая давление жидкость и образец рубина, используемый как датчик давления.

1086377

1а

Составитель В,Чибиркин

Редактор Т.Парфенова Техред И,Асталош Корректор 0,Òèãîð

Заказ 2237/43 Тираж 823 Подписное

И1ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ПП11 "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ческой прокладке, которую изготовляют из бериллиевой бронзы и которая имеет форму кругового цилиндра ° При размерах Ф 0,4 мм и высоте 0,15 мм объемы рабочих полостей предлагаемого устройства и прототипа равны, следовательно, и чувствительность устройства эа счет того, что образец находится в резонаторе, лучше, чем у прототипа, Наряду с проведением ЭПР-измерений при повьш>енных гидростатических давлениях резонатор делает возможным проведение Исследования веществ при одноосном сжатии. Кроме того, резонатор позволяет изучать воздействия света на исследуемый образец под давлением.

Технико-экономические преимущества предлагаемого устройства заключаются в следующем: обеспечивается многократность использования узлов устройства в процессе сборки-разборки, так как при давлении 200 кбар, развиваемом н прокладке, давление в месте соприкосновения алмазных наковален и плунжеров из лейкосапфира

Ра но 12,5 кбар, т.е. примерно вдвое меньше предела прочности лейкосапфира при сжатии; достижим диапазон давлений до 320-330 кбар.