Claims (2)
ДАВЛЕНИЯ ;не возникают напр жени , несколько пре вышающие таковые в камере, а по абсолютной величине они превосход т предел пр6чиостима1 ериала поршн , Радйальйай поддержка поршн при это позвол ет увеличить его срок службы, однако после ее осуществлени требуе с двусторонний пресс. Кроме того, радиальна поддержка эффективна лишь при нагрузках на поршень, незначительЙо прёвьгшающИх тфедёл прочностиНй сжатие материала (400-500 кг/мм дл твердого сплава и 1 50-200 кг/мм дл твердозакаленных сталей). Дл синтеза и выращивани кристаллов алмаза и других сверхтвердых материалов, как известно,- требуютс давлени 50-70 кр создание которых с помощью поршневых пьезометров до насто щего времени не представл лось возможным (если не счи тать отдельных лабораторных опйтов по синтезу алмазов с использованием крат ковременного нагрева), хот среди всех Изёебтных ycTjioflcTB дл созданий сверх высоких давлений они вл ютс сравни тельно простыми в изготовлении и, что особенно важйо, позвол ют создавать давление в камере о- большой высотой реакционного объема. Последнее, в свою очередь, позвол ет создавать заданные температурные услови по высоте образца , что может.иметь большое значение дл .разработки, методов выращивани крупных кристаллов алмазов и кубического нитрида бора. Целью изобретени вл етс увеличение срока службы поршневого пьезометр сверхвысокого давлени . Это достигаетс тем, что в предлагдемый поршневой пьезометр сверхвысокого давлени , содержащий рабочие поршень и цилиндр и поршень и цилиндр поддерживающий ступени, контейнер из теплоизол ционного материала с полость дл размещени обрабатываемого образца и опорную плиту, дополнительно введен установленный в осевом отверстии контейшра сердечник, выступающа част которого размещенав отверстии опорной плиты, а полость дл размещени обрабатываемого образца вьшолнена кольцеобразной . Такое вьшолнение поршневого пьезометра сверхвысокого давленн позвол ет уменьшить напр жени в рабочей Йоршнё при удалении от его рабочей поверхности к опорной, что позволит расширить диапазон достижимых давлений устройств 7 8,4 и увеличить срок его службы в обычном диапазоне давлений. На чертеже изображен осевой разрез предложенного поршневого пьезометра сверхвысокого давлени , Пьезометр содержит соосно установленные рабочий цилиндр 1 и цилиндр 2 поддерживающей ступени, скрепленные стальными кольцами 3, а также рабочий поршень 4 и поршень 5 поддерживающей ступени, который также скреплен с торца стальным кольцом 6, Поршень 4, fco3дающий сверхвысокое давление, хорощо подогнан к рабочему цилиндру 1, в котором помешен кольцеобразный контейнер 7 с обрабатываемым образцом. В осевом отверстии контейнера, выполненного из теплоэлектроизол ционного материала, вставл етс сердечник 8, выступающа из контейнера часть которого входит в отверстие опорной плиты 9, рабочим цилиндром 1 и опорной плитой 9 установлена электроизо- л ционнй п|э6кладка 10, В кольцевой полости цилиндра 2 поддерживающей ступени помешены сло ми материалы 11с разл1гчными пределами текучести. На внутренней поверхности цилиндра 2 или на наружной- поверхности поршн 5 имеютс продольные канайки Дл выдавливани этих материалов из кольцевой полости, В исходном положении рабочий поршень 4 частично входит в рабочий цилиндр 1, поршень 5 подерживающей ступени- в цилиндр 3 поддерживающей ступени, а сердечник 8 - в отверстие опорнойплиты. При этом шорные торцы сердечника 3 скреплены стальным кольцом 12 либо сердечник вьтолнен монолитным Т-образной формы, В кольцевой полости 13 контейнера 7 из пнрофилита, талька, окйс;иалюмини и т.д, помещен обрабатываемый образец- например щихта дл синтеза алмазов. Расположен™ ные диаметрально противоположные две пробки 14 из графита или другого электропровод щего материала осуществл ют подвод тока от опорной плиты 9 к образцу 13, Сердечник 8 и скрепл ющее его кольцо 12 при этом электроизолирЬваны от поршн 4 прокладкой 15 из катлинпта, асбеста или слюды от порщ- н 4, Под действием пресса, усилие которого передаетс на поршни 5 и 4, происходит сжатие контейнера, с oбpaбiaтывaeмым образцом 13 и мвтериалов 11 в коль- девой полости цилиндра 2 поддерживающей ступечи. При этом напр жени а опорной части поршн 4 будут меньше, чем в нижней рабочей части, благодар разности площадей рабочей площади сердечника 8. Это дает возможность расширить диапазон достижимых давлений пьезометра либо увеличить срок службы его при работе в обычном диапазоне давлений. Этому же способствуют и нал- жени радиальной поддержки, благодар сжатию пластичных материалов с различ ными величинами предела текучести в кольцеобразной полости цилиндра 2 поддерживающей ступени ч. каналов дл вы- давлквани этих материалов при уменьшении объема этой полости. В первоначальный момент сжати из полости выдавливаетс - верхний слой материала с наименьшим пределом аекучести. Затем начинает выдавливатьс с;лой мат риала с большим пределом текучести и т.д. Если же необходимо генерировать в рабочей полости 13 давление, способное разрушить сердечник 8, то под его нижним торцом помещают пластичный материал 16, который, как и вкольцевой полости цилиндра поддерживающей ступени 2 при выдавливании через отверстие в упоре 17, будет осуществл ть осевую поддерж су сердечника 8 и предо вратит его разрушение. В качестве плас тических материалов jvforyT быть исполь зованы фторпласт, свинец, олово, медьи т Дл осуществлени нагрева электропровод щего образца 13 ток к нему подвод т через две диаметрально установленные электроконтактные пробки, одна из который 14 находитс в контак те с опорной плитой 9, а втора - с рабочим цилиндром 1 или поршнем 4, с дечник 8 от которого электроизолирован прокладкой 15. Дл предотвращени выдавливани контейнера в зазор опорной ллитой и рабочим цилиндром в начале сжат в исходной позиции может быть зазор между рабочим поршнем 4 и контейнером 7. Тогда в начале рабочего цикла удет происходить обжатие пластичного атериала в кольцевой полости цилиндра поддерживающей ступени, и, .таким образом , рабочий цилиндр 1 окажетс достаточно прижатым к опорной плите 9. Благодар значительному уменьшеш1Ю напр жени в опорной части рабочего поршн указаннЬ1й пьезометр можно ислользо )зать при синтезе сверхтвердых материалов, выращивании крупных кристаллов и других физико-химических исследовани х , требующих создани сверхвысоких давлений. Например, использование предлагаегюго порщневого пьезо (метра дл синтеза алмазов вместо примен емого в насто щее врем устройст ва типа наковадшн с лунками на прессовой установке усилием 20ОО позволит в 5-6 раз увеличить реакционный объем камеры, а вместе с тем и вьгход г елевого продукта (до 20 карат вместо 3,5). Формула изобретени Поршневой пьезометр сверх высоко -о давлени , содержащий рабочие порщень и цилиндр и поршень и цилиндр поддср-живающей ступени, контейнер из теплоизол ционного материала с полостью дл размещени обрабатываемого образца и опорную плиту, отличающийс тем, что, с целью,увелш1ени срока службы пьезометра, в него дополнительно введен установленный в осевом отверстии контейнера сердечник, выступающа часть которого размещеч в о-пверстии опорной плиты, а полость дл размещени обрабатьшаемого образца выполнена кольцеобразной. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Под ред. Е. Г. Пон товского. Современна техника сверхвысоких давлений . М., Мир, 1964, с. 238-248. PRESSURES; stresses that somewhat exceed those in the chamber do not occur, but in absolute value they exceed the maximum cleanability limit of the piston, Radylyay support the piston while it allows to increase its service life, but after its implementation you need a two-way press. In addition, the radial support is effective only at piston loads, insignificant punching strengths and compressive material (400–500 kg / mm for hard alloy and 1–50–200 kg / mm for hard hardened steels). It is well known that synthesis and cultivation of diamond crystals and other superhard materials require pressures of 50-70 kr, the creation of which with the help of piston piezometers has not been possible up to now (if you do not read some laboratory tests for the synthesis of diamonds using short-term heating), although among all the ycTjioflcTB yields for creating super high pressures they are relatively simple to make and, which is especially important, they allow the pressure in the chamber to be about a great height th volume. The latter, in turn, allows you to create predetermined temperature conditions along the height of the sample, which may be of great importance for the development, methods of growing large diamond crystals and cubic boron nitride. The aim of the invention is to increase the service life of an ultra-high pressure piston piezometer. This is achieved in that the proposed super-high-pressure piston piezometer containing working piston and cylinder and piston and cylinder supporting stages, a container of thermal insulating material with a cavity for accommodating the sample being processed and a support plate, additionally inserted a core mounted in the axial opening of the container which is placed in the hole of the support plate, and the cavity for placing the sample to be processed is filled with an annular shape. Such an implementation of an ultrahigh-pressure piston piezometer reduces the stresses in the working distance as it moves away from its working surface from the reference surface, which will expand the range of attainable pressures of devices 7 8.4 and increase its service life in the usual pressure range. The drawing shows an axial section of the proposed super-high-pressure piston piezometer. The piezometer contains coaxially mounted working cylinder 1 and support cylinder 2, fastened with steel rings 3, as well as working piston 4 and support piston 5, which is also fastened from the end with steel ring 6, Piston 4, ultra high pressure fco3, is perfectly adapted to the working cylinder 1, in which an annular container 7 with the sample to be processed is placed. In the axial opening of the container, made of thermally insulating material, a core 8 is inserted, the part of which protrudes from the container into the opening of the base plate 9, the working cylinder 1 and the base plate 9 are installed electrically insulating plate 10, in the annular cavity of the cylinder 2 the supporting steps are placed in layers of materials 11c with varying yield strengths. On the inner surface of the cylinder 2 or on the outer surface of the piston 5 there are longitudinal channels. To extrude these materials from the annular cavity. In the initial position, the working piston 4 partially enters the working cylinder 1, the piston 5 of the supporting step - into the supporting cylinder 3, and the core 8 - into the hole of the support plate. At the same time, the saddle ends of the core 3 are fastened with a steel ring 12 or the core is made of a monolithic T-shape. Arranged diametrically opposed two plugs 14 made of graphite or other electrically conductive material supply current from the base plate 9 to the sample 13, the Core 8 and the ring 12 which holds it together are electrically insulated from the piston 4 by a gasket 15 of Catlinpt, asbestos or mica from Porsche 4, Under the action of the press, the force of which is transmitted to the pistons 5 and 4, the container is compressed with the sample 13 and the materials 11 in the annular cavity of the support cylinder 2. In this case, the voltage of the supporting part of the piston 4 will be less than in the lower working part, due to the difference in the area of the working area of the core 8. This makes it possible to expand the range of achievable pressures of the piezometer or increase its service life when operating in the normal pressure range. This also contributes to the formation of radial support, due to the compression of plastic materials with different values of yield strength in the annular cavity of the cylinder 2 of the supporting stage of the channels for the extrusion of these materials while reducing the volume of this cavity. At the initial moment of compression from the cavity, the upper layer of material with the smallest limit of elasticity is squeezed out. Then it begins to be squeezed out with; a material with a high yield strength, etc. If it is necessary to generate pressure in the working cavity 13, which is capable of destroying the core 8, then plastic material 16 is placed under its lower end, which, like the cylindrical cavity of the supporting stage 2 cylinder, when extruded through the hole in the support 17, will provide axial support for the core 8 and prevents its destruction. Fluorplast, lead, tin, copper and other materials are used as jvforyT plastic materials. To carry out the heating of an electrically conductive sample 13, current is supplied to it through two diametrically mounted electrocontact plugs, one of which 14 is in contact with the base plate 9, and second - with working cylinder 1 or piston 4, from which 8 is electrically insulated with gasket 15. To prevent the container from being pushed into the gap, the supporting cylinder and the working cylinder at the beginning can be compressed in the initial position between the working 4 and a container 7. Then, at the beginning of the working cycle, plastic material will be compressed in the annular cavity of the cylinder of the supporting stage, and thus the working cylinder 1 will be sufficiently pressed against the base plate 9. Due to a significant decrease in the voltage at the supporting part of the working piston The indicated piezometer can be used in the synthesis of superhard materials, the cultivation of large crystals and other physicochemical studies requiring the creation of ultrahigh pressures. For example, the use of the proposed piezo piezo (a meter for diamond synthesis instead of the currently used device with an inlet type with holes on a pressing machine with a force of 20OO will allow a 5–6 times increase in the reaction volume of the chamber ( up to 20 carats instead of 3.5). Formula of the invention A piston piezometer of extra high pressure, containing working pistons and a cylinder and a piston and a cylinder of a supporting stage, a container made of heat insulating material with a cavity for accommodating sample and support plate, characterized in that, in order to increase the service life of the piezometer, a core is installed in the axial opening of the container, the projecting part of which is housed in the hole of the support plate, and the cavity for accommodating the sample to be made is ring-shaped. Sources of information taken into account in the examination 1. Ed. by EG Pontovsky. A modern technique of ultrahigh pressure. M., Mir, 1964, p. 238-248.
2.Циклис Д. С, Техника физикехими еских исследований при высоких и сверхвысоких давлени х. М., Хими 1965, с. 77 (прототип).2. Tsiklis D.S., Technique of physical and chemical research at high and superhigh pressures. M., Himi 1965, p. 77 (prototype).