Шихта для изготовления контейнера аппарата высокого давления

 

Шихта содержит, мас.%: высокоглиноземистый цемент 5,0-15,0; литографский камень - остальное. При этом она содержит литографский камень фракции 200-100 мкм и не более 100 мкм в соотношении 1:1. Выход поликристаллического алмаза 62-83 карат . 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИНЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 04 В 35/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4859295/33 (22) 13.08.90 (46) 15,01.93. Бюл, № 2 (71) Институт физики АН КиргССР (72) К.Хайдаров и А,Шалпыков (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 642271, кл. С 04 В 35/00, 1979.

Изобретение относится к аппаратуре высоких давлений и температуры, применяемой при синтезе сверхтвердых материалов, например, алмаза и кубического нитрида бора.

Известна шихта для аппаратов высокого давления, включающая литографический камень различной фракции, в том числа

400-800 мкм до 70 мас.% и добавок в мас,% поливиниловый спирт 10,0 и окиси железа

15,0.

Однако контейнеры из этой шихты не регенерируют достаточно высокое давление, необходимое для синтеза поликристаллического алмаза. При большей фракции основного наполнителя, при сближении пуансонов на этапах сжатия и деформации локальные обьемы контейнера, содержащие высокую концентрацию примесных включений, хрупко разрушаются, вследствие чего происходит выброс материала контейнера из аппарата высокого давления, что приводит к разрушению пуансона (дорогостоящей твердосплавной вставки) и прекра» Ь0 1787979 А1 (54) ШИХТА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОНТЕЙНЕРА РА АППАРАТА ВЫСОКОГО ДАВЛ ЕНИЯ (57) Шихта содержит, мас.0/: высокоглиноземистый цемент 5,0 — 15,0; литографский камень — остальное, При этом она содержит литографский камень фракции 200-100 мкм и не более 100 мкм в соотношении 1:1. Выход поликристаллического алмаза 62-83 карат, 1 з.п, ф-лы, 1 табл. щению процесса синтеза сверхтвердого материала. Все это снижаетудельный процент выхода синтетического поликристаллического алмаза.

Кроме того, железо, имеющееся в контейнере диффундируют в условиях высоких — ъ температур и давления в реакционную шихту ухудшает прочность синтезированных (р поли кристаллических алмазов.

Целью изобретения является увеличение выхода поликристаллического алмаза.

Это достигается тем, что шихта для изготовления контейнера аппаратов высокого давления, включающая в качестве основного наполнителя электро- и теплоизоляционного материал, передающий высокое а давление литографский камень, содержит связующее: высокоглиноземистый цемент при следующем соотношении компонентов, мас. %: высокоглиноземистый цемент — 5,015,0 литографский камень — остальное.

Кроме того, она содержит литографский камень следующих фракций; 200/100 мкм и не более 100 мкм в соотношении 1:1. При

1787979 лтом твердые фазовые включения литографского камня разрушаются и происходит из дезагрегации, этим достигается высокая изотропность механических свойств контейнера.

При содержании высокоглиноземистого цемента в шихте менее 5 мас. недостаточно проявляется его цементирующие свойства, что ведет к снижению прочности . контейнера, а при его содержании более 15 мас. ухудшаются пластические свойства контейнера, Особенностью предлагаемой шихты для изготовления контейнера аппаратов высокого давления является то, что в качестве связующего впервые применяется высокоглиноземистый цемент, обладающий высокой вяжущей способностью.

Для приготовления шихты исходный материал, например литографский камень, предварительно измельчают, классифицируют. по гранулометрическому составу; тщательно перемешивают состав фракции

200 — 100 мкм и не более 100 мкм при их весовом соотношении 1:1 известными способами, добавляют в качестве связующего высокоглиноземистого цемент в количестве

5,0-15,0 мас. к общей массе. В качестве растворителя используют дистиллированную воду.

Далее из этой шихты прессуют контейнеры требуемых форм и размеров при удельном давлении около 300 МПэ, Полученные контейнеры выдерживают при комнатной температуре в течение суток и сушат

100 — 110 С в течение 120 мин.

Прочность контейнеров на раздэвливание 530-600 Н.

Изготовленные контейнеры с реакционной ячейкой объемом 0,33 см используют для получения сверхтвердого материала, например, поликристаллического элмаза типа карбонадо. Синтез проводят в любом известном аппарате высокого давления, со30

Формула изобретения

1, Шихта для изготовления контейнера аппарата высокого давления, содержащая литографский камень и связующее, о т л и ча ю щ а я с я тем, что, с целью увеличения

35 выхода поликристаллического алмаза, она содержит в качестве связующего высокоглиноземистый цемент при следующем соотношении компонентов, мас. :

Высокоглиноземистый цемент 5,0 — 15,0

Литографский камень Остальное

2, Шихта по п.1, отличающаяся тем, что она содержит литографский камень фракции 200 — 100 мкм и не более 100 мкм в соотношении 1:1.

45 здающем давление 5,0 — 15,0 ГПа и температуру 1300 †310.

B таблице представлены составы шихты и фактический выход поликристаллического

5 алмаза в каратах.

Введение в состав шихты высокоглиноземистого цемента обуславливает формирование прочной полимерной, пространственно-сеточной структуры кон10 тейнера, что предотвращает преждевременное разрушение контейнера до достижения определенного усилия. Кроме того, он приводит к повышению коэффициента внутреннего трения и сцепления кон15 тейнеров с поверхностью пуансона,.что увеличивает при равных условиях верхний предел давления, достигаемых в них по сравнению с известными контейнерами, Испытания в производственных услови20 ях показали, что использование предлагаеМоА шихты позволяет снизить выброс материала контейнера, более чем на порядок, и увеличить давление в реакционной шихте. Все это в конечном результате при25 водит к увеличению выхода поликристаллического алмаза на 47-95 по сравнению с известным решением при одинаковых усло- виях синтеза.

1787979 5

Составитель В. Соколова.

Техред М.Моргентал Корректор M.Òêà÷

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 47 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР .

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