Запирающая прокладка для многопуансонного устройства высокого давления и высоких температур

Изобретение относится к области изготовления синтетических алмазов с использованием многопуансонных аппаратов высокого давления. Запирающая прокладка, размещаемая между пуансонами многопуансонного устройства высокого давления и температуры, имеет форму трапеции и состоит из трех слоев, один из которых выполнен из стеклотекстолита, а два других слоя - из металлического материала, при этом слой из стеклотекстолита расположен между слоями из металлического материала. Запирающая прокладка слоеной структуры позволяет выращивать крупные кристаллы алмаза, так как обеспечивается надежное запирание камеры и удерживается давление при высоких температурах длительное время. 4 ил.

 

Изобретение относится к области изготовления синтетических алмазов с использованием многопуансонных аппаратов высокого давления.

Для синтеза алмазов, в том числе, выращивания монокристаллов алмазов, широко используются многопуансонные устройства высокого давления и температур типа «разрезная сфера». Устройство содержит пуансоны, имеющие форму усеченной пирамиды, меньшие основания которых при сближении вдоль осей, сходящихся в одной точке, образуют камеру в виде правильного многогранника для размещения контейнера с реакционной ячейкой. Между боковыми поверхностями пуансонов расположены запирающие прокладки. Прокладки обеспечивают герметизацию реакционной зоны, создают объемное сжатие контейнеру, обеспечивают боковую поддержку пуансонов и выполняют роль электроизоляторов твердосплавных пуансонов.

Запирающие прокладки изготавливают разной конструкции и из различных материалов. Наиболее распространенными материалами для изготовления прокладок являются такие природные материалы, как пирофиллит (агальматолит), катлинит и другие. Прокладки из этих материалов широко используются в устройствах высокого давления и температур различных типов: аппараты типа «чечевица», «Белт», многопуансонные аппараты типа «разрезная сфера» и др. (US №2941242, B01J 3/06, 1960 г., US №3727028, B01J 3/06, 1973 г., US №3647331, B01J 3/06, 1975 г., US №3350743, B01J 3/06, 1967 г., US №3915605, B01J 3/06, 1975 г.). Известны устройства, в которых запирающие прокладки выполнены из упруго-пластичных материалов таких, как полиэтилен низкого давления (RU №2195363, кл. B01J 3/06, 2001 г.), резина (US №20030154913, B01J 3/06, 2003г.), пластик (US №2941243, B01J 3/06, 1960г.). Известно устройство, в котором между пуансонами устанавливают запирающую прокладку из металла с модулем упругости более 100 МПа: меди, титана или железа (RU № 2343969, B01J 3/06, 2001 г.). Известны устройства, в которых используют прокладки, составленные из слоев пирофиллита и металла (US №2941246, B01J 3/06, 1960 г., US №3030661, B01J 3/06, 1962 г., US №2941252, B01J 3/06, 1960, US №3147433, B01J 3/06, 1964 г.).

В устройствах, в которых применяются известные прокладки для получения в контейнере требуемого давления, к пуансонам необходимо прикладывать значительные дополнительные нагрузки, чтобы обеспечить деформацию контейнера и компенсировать усилие, затрачиваемое на более пластичное деформирование прокладок. При этом сокращается рабочий объем камеры высокого давления. Такие прокладки в основном используются в устройствах для получения алмазного порошка или кристаллов небольших размеров, синтез которых протекает короткое время от нескольких секунд до 10-40 минут.

Известна запирающая прокладка, которая устанавливается между пуансонами в многопуансонном устройстве типа «разрезная сфера». В камере устройства размещается контейнер с реакционной шихтой, изготовленный либо из монолитов природных минералов, например, из пирофиллита или литографского камня, либо из уплотненной смеси огнеупорных окислов со связкой из хлорида натрия. В зазоре между пуансонами размещают запирающие прокладки, которые состоят из металлической пластины и двух керамических пластин, расположенных с двух сторон металлической пластины (RU №2077375, B01J 3/00, 1994 г.). Недостаток запирающих прокладок состоит в том, что керамические пластины достаточно хрупкие, практически не сжимаются, поэтому не могут обеспечить надежного запирания камеры.

Наиболее близким техническим решением является запирающая прокладка, предназначенная для установки между пуансонами в многопуансонном устройстве высокого давления и температуры, выполненная в форме трапеции и содержащая слой из материала на полимерной основе, например, из поливинилхлорида, полиакрилата, полиметилакрилата полиметилметакрилата, полиэстера, полипропилена, полиэтилена, полиуретана, и слой металла (WO №2007002339, В32В 15/04, 2007 г.). Недостаток прокладки заключается в том, что перечисленные материалы являются достаточно мягкими, при высоких температурах сильно текут, создавая опасность возникновения коротких замыканий, и не могут надежно запирать камеру на длительное время при выращивании крупных кристаллов алмаза.

Технической задачей является разработка запирающей прокладки, которая обеспечит надежное запирание камеры в реакционном объеме, позволит длительное время удерживать высокие давления при высоких температурах для выращивания крупных кристаллов алмаза.

Техническая задача решается тем, что запирающая прокладка, размещаемая между пуансонами многопуансонного устройства высокого давления и температуры, имеющая форму трапеции и состоящая из слоя, выполненного из пластического материала и металлического слоя, дополнительно снабжена вторым металлическим слоем, а слой, выполненный из пластического материала расположен между металлическими слоями, при этом в качестве пластического материала для промежуточного слоя выбран стеклотекстолит.

Сущность изобретения заключается в том, что расположенные снаружи металлические слои создают возможность плотно подгонять прокладки к пуансонам, стеклотекстолит имеет высокую прочность на растяжение и в совокупности прокладка с такой слоистой структурой позволяет надежно запирать камеру при высоких давлениях и температурах на длительное время.

На фиг.1 показаны пуансоны многопуансонного устройства, между которыми размещены запирающие прокладки.

На фиг.2 показана запирающая прокладка в форме трапеции.

На фиг.3 показана прокладка в разрезе.

На фиг.4 показано расположение прокладки на грани пуансона.

Многопуансонные устройства содержат твердосплавные пуансоны поз. 1, представляющие собой правильную пирамиду с усеченной вершиной. Грани поз. 2 такой пирамиды имеют контур трапеции. Запирающие прокладки поз. 3, размещаются между пуансонами, образующими рабочую камеру поз. 4 для размещения контейнера поз. 5 с реакционной шихтой. Запирающая прокладка поз. 3 выполнена в форме трапеции, которая повторяет контур грани пуансона многопуансоного устройства. Прокладка состоит из двух металлических слоев поз. 6 и расположенного между ними промежуточного слоя поз 7, выполненного из стеклотекстолита.

Металлический слой прокладки должен быть изготовлен из металла или сплава, характеризующегося высокой твердостью и прочностью. Подходящим материалом для металлического слоя является пружинная сталь 65Г. Стеклотекстолит является пластиком, состоящим из стеклоткани, стекловолокна и т.п., пропитанных синтетической смолой. Стеклотекстолит удовлетворяет требования к запирающим прокладкам по электрофизическим, прочностным и термостойким свойствам. Кроме того, оба материала имеют одинаковое течение в условиях высоких давлений и температур. По уровню деформации такая композиционная прокладка соответствует керамическому контейнеру повышенной плотности, обеспечивает его надежное запирание и удерживает температуру и давление длительное время. В процессе нагружения камеры, в которой располагается контейнер с реакционной шихтой, зона вытекания материала контейнера между твердосплавными пуансонами не превышала 2 мм, что позволяет создавать в камере необходимое давление при меньших усилиях нагружения пуансонов и полностью использовать реакционный объем КВД.

Запирающие прокладки изготавливают следующим образом: из листа стали и стеклотекстолита вырубают заготовки в форме трапеции с размерами соответствующими размерам поверхности пуансонов. Полученные заготовки склеивают в пакет и устанавливают между твердосплавными пуансонами. Для удобства установки прокладок делают две заготовки, каждая из которых содержит два слоя: слой из металла и слой из стеклотекстолита. К каждой поверхности пуансона приклеивают двухслойную заготовку так, чтобы металлический слой примыкал к поверхности пуансона. При сборке пуансонов слой из стеклотекстолита образовывает единый слой, расположенный между металлическими слоями.

После сборки устройства осуществляют нагружение камеры, при котором в начальный период нагружения до момента соприкосновения пуансонов с контейнером, а также в процессе «выбирания» пористости контейнера, прокладки легко деформируются, уменьшаясь по высоте, в результате чего происходит сближение пуансонов. В дальнейшем деформирование прокладок уменьшается и прокладка начинает препятствовать вытеканию материала контейнера в зазоры между пуансонами. В контейнере при этом генерируется давление до требуемой величины и удерживается длительное время. При достижении необходимого давления производят нагрев реакционной шихты. После окончания рабочего цикла прекращают подачу электрического тока, снижают давление на пуансоны, контейнер извлекают из устройства.

Прокладки были использованы в многопуансонпом устройстве «разрезная сфера». При давлении Р=6,5 ГПа и температуре Т=1500°С в течение 120 часов были выращены монокристаллы алмаза размером 1,6-2,0 мм.

Таким образом, выполнение запирающей прокладки слоеной структуры, содержащей слой из стеклотекстолита, размещенный между металлическими слоями, позволяет выращивать крупные кристаллы алмаза, благодаря тому, что прокладка обеспечивает надежное запирание камеры и удерживать давление при высоких температурах длительное время.

Запирающая прокладка для многопуансонного устройства высокого давления и высоких температур, размещаемая между пуансонами, имеющая форму трапеции и состоящая из слоя, выполненного из пластического материала, и металлического слоя, отличающаяся тем, что прокладка дополнительно снабжена вторым металлическим слоем, а слой, выполненный из пластического материала, расположен между металлическими слоями, при этом в качестве пластического материала для промежуточного слоя выбран стеклотекстолит.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к получению фторопластового покрытия на металлических поверхностях. .

Изобретение относится к области защиты от коррозии металлической основы путем нанесения на нее коррозионно-защитной системы. .

Изобретение относится к вакуумной технологии нанесения теплозащитных покрытий на изделия из меди и может быть использовано в авиа- и машиностроении и других областях.
Изобретение относится к области поверхностного модифицирования полимерных изделий, металлизированных с одной или двух сторон. .

Изобретение относится к области создания новых композиционных материалов на основе пористых металлов и оксидной композиции и может быть использовано для приготовления металлокерамических мембран барометрических и мембранно-каталитических процессов, в частности, проявляющих каталитическую активность в превращении метанола до формальдегида.

Изобретение относится к изготовлению комбинированных конструктивных элементов, состоящих из металлов и полимеров. .

Изобретение относится к способу лазерной нагартовки и изделию для лазерной нагартовки. .

Изобретение относится к покрытиям с низкой излучательной способностью, в частности к покрытиям с низким коэффициентом солнечного теплопритока и улучшенной механической и химической стойкостью.

Заявленное изобретение относится к конструктивным элементам для использования при разведке нефти, газа, при переработке нефти и в нефтехимии. Техническим результатом заявленного изобретения является улучшение коррозионной и теплостойкости конструктивных элементов из композиционных материалов. Технический результат достигается в конструктивном элементе для размещения коррозионных нефтепродуктов, который содержит конструктивный слой, содержащий композиционный материал, коррозионно-стойкий слой для контакта с коррозионными нефтепродуктами и огнестойкий слой. Причем коррозионно-стойкий слой содержит материал, выбранный из группы аморфных металлов, керамических материалов и термопластичных материалов. А огнестойкий слой, имеет теплопроводность менее 0,4 Вт/м°C. При этом конструктивный элемент имеет время прогорания более 5 минут. 5 н. и 19 з.п. ф-лы, 13 ил., 2 пр.

Изобретение относится к электротехнической листовой стали, имеющей изоляционное покрытие, характеризующееся превосходными штампуемостью, адгезионной способностью покрытия, свойством пленки покрытия после отжига, свариваемостью при проведении газовольфрамовой сварки, коррозионной стойкостью и сопротивлением прижимным полозьям даже без содержания в изоляционном покрытии какого-либо соединения хрома. Изоляционное покрытие получают в результате нанесения агента для обработки поверхности, по меньшей мере, на одну сторону электротехнической листовой стали и высушивания агента для обработки поверхности. Агент для обработки поверхности содержит триалкоксисилан и/или диалкоксисилан (A), в которых заместитель, связанный с Si, образован только, по меньшей мере, одним нереакционно-способным заместителем, выбираемым из группы, состоящей из водорода, алкильной группы и фенильной группы; и силановый связывающий агент (B) при массовом отношении (A/B) в диапазоне от 0,05 до 1,0. 3 з.п. ф-лы, 4 табл.

Изобретение относится к радиоэлектронной технике и может быть использовано для изготовления корпусов малогабаритных фазовращателей из медной или титановой фольги. Способ включает сборку пакета с формированием разделительных слоев. Пакет выполняют из фольги и полимерной подложки, внутренние поверхности которых покрывают антиадгезионной смазкой П-126. Далее осуществляют сушку при температуре (25±10)°C в течение не менее 40 мин. Затем на покрытую антиадгезионной смазкой поверхность полимерной подложки наносят клеевую композицию, укладывают на нее металлическую фольгу, выравнивают валиком, прокатывая его по поверхности фольги, сушат при температуре (25±10)°C в течение 24 ч, фрезеруют полученные детали на полимерной подложке и производят их демонтаж. Приведен состав используемой клеевой композиции. Упрощается технология изготовления деталей из фольги, снижается трудоемкость. 1 ил., 3 пр.

Изобретение относится к области изготовления синтетических алмазов с использованием многопуансонных устройств высокого давления и касается запирающей прокладки для многопуансонных устройств высокого давления и высоких температур. Прокладка размещена между пуансонами многопуансонного устройства высокого давления и температуры. Имеет форму трапеции и состоит из двух металлических слоев и слоя, выполненного из электроизоляционного пластифицированного материала, расположенного между металлическими слоями. На каждом из металлических слоев в центральной зоне участка, примыкающего к большему основанию трапеции, выполнен сквозной вырез, а на острых углах трапеции выполнены срезы. Высота выреза составляет 15-20% высоты металлического слоя. Изобретение позволяет стабилизировать работу камеры высокого давления при длительных рабочих выдержках и увеличить размер синтезируемого монокристалла алмаза. 5 ил.

Изобретение относится к упаковочным изделиям, например контейнерам для пищевых продуктов и напитков, включающим состав термоотверждаемого покрытия, нанесенного на металлическую подложку. Покрытие пригодно для контактирования с пищевыми продуктами и напитками. Состав термоотверждаемого покрытия содержит жидкий носитель, агент поперечной сшивки, а также, по меньшей мере, 60 мас.%, исходя из общего содержания смолистых твердых веществ, смолы на основе сложного сополиэфира. Температура стеклования смолы составляет от 10°С до 50°С. Каркас смолы включает неслучайное распределение чередующихся жестких и мягких сегментов. Жесткие сегменты обеспечены олигомером или полимером сложного полиэфира, образованным из ингредиентов, включающих один или более полиолов и одну или более дикарбоновых кислот, а мягкие сегменты обеспечены алифатической дикарбоновой кислотой или эквивалентом дикислоты. Описан способ получения упаковочного покрытия. Технический результат - обеспечение состава покрытия на основе сложного сополиэфира, пригодного для контактирования с пищевыми продуктами. Покрытие проявляет необходимое равновесие характеристик - гибкости, устойчивости к коррозии, стабильности, устойчивости к растрескиванию. 4 н. и 17 з.п. ф-лы, 6 табл., 6 пр.

Изобретение относится к авиакосмической промышленности и может быть использовано в бортовой звукотеплоизолирующей конструкции пассажирских самолетов и касается композиционного вибропоглощающего материала. Материал содержит: армирующий металлический слой, полимерные вибропоглощающий слой, выполненный из термопластичного полиуретана, и адгезионный - из полисульфидного герметика или клеевых композиций на основе каучуков различной химической природы. Соотношение толщин армирующего, вибропоглощающего и адгезионного слоев в предлагаемом материале составляет (3,0÷7,5):(5,0-25,0):1,0 соответственно. Изобретение обеспечивает повышение демпфирующих свойств вибропоглощающего материала и расширение температурного и частотного интервалов его эксплуатации при снижении массы изделия. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 4 пр., 2 табл.

Изобретение относится к конструкции (10) соединения керамического слоя (1), содержащего термоизоляционный материал, с металлическим слоем (2) и способу ее получения. Конструкция (10) содержит переходный слой (11), изготовленный из металлического материала, который располагают между керамическим слоем (1) и металлическим слоем (2). Переходный слой (11) содержит множество элементов (20) зацепления на одной из его сторон, обращенной к керамическому слою (1). Керамический слой (1) содержит множество полостей (30), предназначенных для соединения с соответствующими элементами (20) зацепления переходного слоя (11). Конструкция (10) также содержит слой (40) припоя, посредством которого переходный слой (11) соединен с металлическим слоем (2). Множество элементов (20) зацепления получают процессом лазерного формирования металла. В результате получают соединение с высокими прочностными свойствами и стойкостью при работе при высоких температурах. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к способу вакуумно-дугового нанесения на подложку покрытия из каталитически активного материала и к подложке, полученной указанным способом. Осуществляют осаждение материала на одной или более сторон подложки в условиях вакуума в вакуумной камере. Предварительно подложку очищают путем введения газообразного восстановителя в вакуумную камеру. Наносят на подложку промежуточный слой у каталитически активного материала, который является таким же, как материал подложки или подобным ему. Температуру в вакуумной камере устанавливают 150°C-400°C. Затем осуществляют вакуумно-дуговое нанесение покрытия из по меньшей мере одного металла, выбранного из группы, содержащей рутений, иридий, титан и их смеси, с подачей кислорода в ходе нанесения покрытия. Получают на одной или более сторонах подложки покрытие, по меньшей мере 99% которого не содержит составляющих, которые изначально содержались в подложке, и, по меньшей мере 99% покрытия, нанесенного на промежуточный слой, не содержит неокисленных металлов. На последнем этапе подложку с нанесенным покрытием извлекают из вакуумной камеры. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к текстурированной подложке для выращивания на ней эпитаксиальной пленки оксидного сверхпроводящего материала для использования в различных типах электросилового оборудования. Текстурированная подложка содержит слой текстурированного металла, по меньшей мере, на одной стороне, который включает в себя слой меди, имеющий кубическую текстуру, и слой никеля, имеющий толщину 100-20000 нм, сформированный на слое меди; слой никеля имеет слой оксида никеля, сформированный на его поверхности, имеющий толщину 1-30 нм, и слой никеля дополнительно включает в себя палладий-содержащую область, сформированную из палладий-содержащего никеля, на поверхности раздела со слоем оксида никеля. Верхний слой текстурированной подложки, т.е. слой оксида никеля, имеет шероховатость поверхности преимущественно 10 нм или менее. Ультратонкий слой оксида никеля оказывает улучшающее воздействие на ростовые свойства и адгезию эпитаксиальной пленки. Подложка имеет кристаллическую ориентацию, обеспечивающую возможность формирования высококачественной эпитаксиальной пленки на ее поверхности. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 4 табл.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способу получения композиционного материала из титана или его сплава, и может быть использовано для медицинских изделий, в частности, погружных фиксирующих имплантатов, применяемых в травматологии и ортопедии. Способ включает создание механическим способом на поверхности металла сети канавок, стенки которых наклонены к поверхности, формирование на этой поверхности слоя порошка с размерами частиц, в 4-5 раз меньшими размеров канавок, прессование под давлением металлического слоя со слоем порошка, вакуумную диффузионную сварку полученной двухслойной конструкции при температуре ниже температуры плавления материалов слоев. Затем осуществляют плазменное осаждение углеродного алмазоподобного покрытия толщиной 0,05-1 мкм и твердостью 70-80 ГПа. Техническим результатом изобретения является повышение прочности композиционного материла за счет увеличения прочности сцепления пористого слоя с металлической поверхностью и твердости поверхности. 3 ил.
Наверх