Устройство для нагрева в аппаратах сверхвысокого давления

 

Союз Советекиз

Социалистических

Республик (11) 587648

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 1302 7б(21) 2329144/27-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 050178. Бюллетень № 1 (45) Дата опубликования описания 130178 г (51) М. Кл.

Н 05 В 3/40

В 30 В 11/32

Говудврвтввнный вав(втвт

Соввтв 3(NII88Tp88 CCCP во долам ваоврвтвнвв в отврытвв (53) УДК 621.979.07 (088.8) (72) Авторы изобретения

В.A.Êèðêèíñêèé и A.Ï.Ðÿnocoâ (71) Заявители

Институт геологии и геофизики СО AH СССР и Новосибирский государственный университет (54) УСТРОЙСТВО НАГРЕВА В АППАРАТАХ СВЕРХВЫСОКОГО

ДАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к устройствам нагрева в аппаратах сверхвысокого давления и может быть использовано например, в аппаратах для синтеза сверхтвердых материалов: алмаза, кубического нитрида бора.

Обычно используемые нагревательные устройства в ячейках сверхвысокого давления содержат нагреватель.в виде трубки и токоподводы 1 (2 j Недостатками- таких нагревателей при работе в аппаратах с изометричной формой рабочей ячейки, например, в наковальнях с лунками, является неравномерное температурное поле в испытуемом образце из-за сильного теплоотвода через токоподводы на рабочие пуансоны (наковальни), а также малая эффективность использования объема рабочей ячейки при нагреве (образец составляет около 20Ъ от общего объема сжимаемой ячейки) .

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для нагрева в аппаратах сверхвысокого давления, содержащее расположенный между рабочими пуансонами аппарата резистивный полый нагреватель, образующий камеру для .размещения нагреваемого образца и токоподводы к нему установлены с торцов нагревателя (3) .

Недостатком этого устройства является неэффективное использование объема

5 сжимаемой ячейки при нагреве испытуемый нагреваемый образец составляет менее 20% от общего объема рабочей ячейки.

Целью изобретения является увеличе10 ние эффективности использования объема ячейки высокого давления при нагреве и получение более равномерного тем" пературного поля в испытуемом образце путем приближения формы нагревателя

I5 к форме рабочей поверхности пуансонов аппарата.

Это достигается тем, что нагрева" тель выполнен в виде двух усеченных конусов, установленных большими ос20 нованиями друг к другу, а токоподводы соединены с их малыми основаниями.

На чертеже приведено устройство общий вид, размещенное в аппарате вы25 сокого давления наковальни с лунками

Устройство состоит из двух усеченных полых конусов 1 и 2, изготовленных, например, из металла или графита

30 и токоподводов 3 и 4, подсоединенных

587648 формула . изобретения устройство нагрева в аппаратах сверхвысокого давления, содержащее расположенный между рабочими пуансосонами аппарата резистивный полый

15 нагреватель, образующий камеру для размещения нагреваемого образца, и токоподводы к нему, установленные с торцов нагревателя, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения

2(} эффективности использования сжимаемого объема при нагреве, нагреватель выполнен в виде двух усеченных конусов, установленных большимн основаниями друг к другу, а токоподводы соединены

25 с их малыми основаниями.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент США В 3746484, В 30 в

11/32, 1974.

2. Патент Франции 2091455, В 30 в ll/ОО, 1971.

3. Авторское свидетельство СССР

М 443786, В 30 в ll/32, 1969.

У . °

° °

° °

° Ф, °

° ° °

° °

° °

Ф у

° 4I

Составитель О.Щедрина

Техрец Е.Давидович Корректор С.Гарасиняк

Редактор М.Васильева

Заказ 155/47 Тираж 992 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета. Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4 к рабочим пуансонам 5 и 6. Все устройство помещено в контейнер 7 иэ упруго-пластичного теплоэлектроизолирующего материала, например пирофиллита.

Внутри устройства находится нагреваемый образец 8.

Электрический ток проходит через рабочий пуансон 5, токоподвод 3, конуса нагревателя l и 2 и далее через гокоподвод 4 на рабочий пуансон 6.

Угол конуса, а также диаметр малого сечения подбирают так, чтобы градиенты температур в образце не превышали требуемой для эксперимента величины.

В предлагаемом устройстве болеесильный теплоотвод на рабочие пуансоны компенсируется большей плотностью тока в верхней и нижней частях нагревателя за счет уменьшения его,сечения

Это обеспечивает более равномерное температурное поле в образце по сравнению с трубочными нагревателями. Нагревательное устройство хорошо выполняет форму рабочей ячейки, что значительно (примерно в два раза) увеличивает объем иагреваемого образца нрн том же размере сжимаемой ячейки.

Укаэанные преимущества устройства имеют большое значение при применении его в промышленности синтеза искусственных алмазов и кубического ннтрида бора для увеличения выхода синтеэируемых продуктов. Кроме того, увеличение нагреваемого объема и уменьшение в нем температурных градиентов позволяет увеличить размер синтеэнруемых кристаллов и улучшить их качество.