[go: up one dir, main page]

RU2335455C2 - Method of substance synthesis and compacting - Google Patents

Method of substance synthesis and compacting Download PDF

Info

Publication number
RU2335455C2
RU2335455C2 RU2003117248/15A RU2003117248A RU2335455C2 RU 2335455 C2 RU2335455 C2 RU 2335455C2 RU 2003117248/15 A RU2003117248/15 A RU 2003117248/15A RU 2003117248 A RU2003117248 A RU 2003117248A RU 2335455 C2 RU2335455 C2 RU 2335455C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
substance
heating
diamond
mixture
cooled
Prior art date
Application number
RU2003117248/15A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003117248A (en
Inventor
Анатолий Евгеньевич Волков (RU)
Анатолий Евгеньевич Волков
Original Assignee
Анатолий Евгеньевич Волков
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Анатолий Евгеньевич Волков filed Critical Анатолий Евгеньевич Волков
Priority to RU2003117248/15A priority Critical patent/RU2335455C2/en
Publication of RU2003117248A publication Critical patent/RU2003117248A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2335455C2 publication Critical patent/RU2335455C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Abstract

FIELD: technological processes.
SUBSTANCE: initial substance 2 is heated by exothermal reaction of termite mixture 3 combustion, which contains catalyst, exposed to shock pressure created with blasting charge 5, and cooled on separate metal surface, which is made in the form of tube 1. Blasting charge 5 is installed around tube 1. Initial substance 2 is used in the form of geometric reflection of tubular cavity, and thermite mixture 3 is placed around it. Impact of shock pressure is carried out after heating of initial substance, its displacement into tubular cavity and its filling.
EFFECT: increase of diamonds output and reduction of power inputs and blasting charge consumption.
2 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области высокотемпературного синтеза и может быть использовано при получении сверхтвердых и абразивных материалов. Аналогом технического решения является способ синтеза алмаза или кубического нитрида бора (Волков А.Е. Патент РФ №2199380 "Способ синтеза алмаза или кубического нитрида бора". С2 7В01J 3/00, 2000 г.), где под действием давления в веществе с одновременным его нагревом могут происходить фазовые переходы и химические реакции, вещество охлаждается для сохранения полученной фазы, при этом обрабатываемое вещество нагревают за счет экзотермической реакции в присутствии катализатора, а охлаждение конечного продукта проводят на отдельной охлаждаемой металлической поверхности. Данным способом получают искусственные алмазы, кубический нитрид бора, карбиды титана и т.п. вещества.The present invention relates to the field of high temperature synthesis and can be used to obtain superhard and abrasive materials. An analogue of the technical solution is a method for the synthesis of diamond or cubic boron nitride (Volkov A.E. RF Patent No. 2199380 "Method for the synthesis of diamond or cubic boron nitride". C2 7B01J 3/00, 2000), where under the influence of pressure in a substance with simultaneous by heating it, phase transitions and chemical reactions can occur, the substance is cooled to preserve the obtained phase, while the processed substance is heated by an exothermic reaction in the presence of a catalyst, and the final product is cooled on a separate cooled meta netocrystalline surface. This method produces artificial diamonds, cubic boron nitride, titanium carbides, etc. substances.

Наиболее близким техническим решением является способ синтеза алмаза взрывным прессованием пористого графита (Прюммер Р. Обработка порошкообразных материалов взрывом. М.: Мир, 1990 г., стр.98-99), где на фронте ударной волны образуется высокая температура. Для быстрого выравнивания температуры к порошку графита подмешивается порошок меди, имеющий небольшую температуру ударного сжатия. Таким способом достигается выход искусственного алмаза около 20%. В случае применения очень большого заряда диаметром 1300 мм и высотой в несколько метров, в который установлена по центру труба, содержащая смесь порошков и диаметр которой составляет 150 мм, выход алмаза достигает 80%. Изготовленный таким способом алмаз состоит из частиц размером 1÷100 мкм.The closest technical solution is the method of diamond synthesis by explosive pressing of porous graphite (R. Prümmer, Processing of powdered materials by explosion. M: Mir, 1990, pp. 98-99), where high temperature is formed at the front of the shock wave. For quick temperature equalization, copper powder having a low temperature of shock compression is mixed with graphite powder. In this way, an artificial diamond yield of about 20% is achieved. In the case of using a very large charge with a diameter of 1300 mm and a height of several meters, in which a pipe is installed in the center containing a mixture of powders and whose diameter is 150 mm, the diamond yield reaches 80%. A diamond made in this way consists of particles with a size of 1 ÷ 100 μm.

Целью изобретения является повышение эффективности использования и расширение технических возможностей, т.е. увеличение выхода целевого вещества и уменьшение энергозатрат более чем в два раза.The aim of the invention is to increase the efficiency of use and expansion of technical capabilities, i.e. an increase in the yield of the target substance and a decrease in energy consumption by more than two times.

Поставленная цель достигается тем, что известный способ синтеза алмаза, включающий нагрев исходного вещества за счет экзотермической реакции горения термитной смеси, содержащей катализатор, воздействие на него ударного давления, создаваемого детонацией заряда взрывчатого вещества, и его охлаждение на отдельной металлической поверхности, отличается тем, что охлаждаемую металлическую поверхность выполняют в виде трубы, заряд взрывчатого вещества размещают вокруг него, исходное вещество используют в виде геометрического отображения трубной полости и вокруг него размещают термитную смесь, причем воздействие ударного давления проводят после нагрева исходного вещества, его перемещения в трубную полость и ее заполнения.This goal is achieved in that the known method for the synthesis of diamond, including heating the starting material due to the exothermic reaction of burning a thermite mixture containing a catalyst, the impact on it of the shock pressure created by the detonation of the explosive charge, and its cooling on a separate metal surface, characterized in that the cooled metal surface is made in the form of a pipe, the explosive charge is placed around it, the starting material is used in the form of a geometric representation of t a termite mixture is placed and around it, and the impact of shock pressure is carried out after heating the initial substance, moving it into the pipe cavity and filling it.

Предложенный способ реализует установка, представленная на фиг.1. Установка включает охлаждаемую подложку 1, выполненную в виде трубы, обрабатываемое вещество 2, нагревательную смесь 3, изолятор 4 и взрывчатое вещество 5.The proposed method implements the installation shown in figure 1. The installation includes a cooled substrate 1, made in the form of a pipe, the processed substance 2, the heating mixture 3, the insulator 4 and the explosive 5.

Отдельные модификации установок могут содержать отражательные экраны, которые позволяют поддерживать большой градиент температур между охлаждаемой подложкой 1 и нагретым веществом 2. Тем самым уменьшаются габариты устройства, повышается КПД процесса, увеличивается скорость теплоотвода из новой фазы на подложке, при защите ее от теплового излучения за счет экрана.Certain modifications of installations may contain reflective screens that allow maintaining a large temperature gradient between the cooled substrate 1 and the heated substance 2. Thus, the dimensions of the device are reduced, the process efficiency is increased, and the rate of heat removal from the new phase on the substrate increases, while protecting it from thermal radiation due to screen.

Кроме того, определенные модификации установок могут включать систему дополнительного охлаждения для подложки 1, это может быть вода, жидкий азот, кислород и т.д. За счет этого скорость теплоотвода из обрабатываемого вещества дополнительно повышается. При использовании меди в качестве охлаждаемой подложки 1 (медь имеет максимальную теплоотводящую способность, так как произведение ее плотности, теплоемкости и теплопроводности наибольшее, чем у других материалов), охлаждаемой жидкостью, толщину медной трубы можно резко уменьшить.In addition, certain plant modifications may include an additional cooling system for substrate 1, which may be water, liquid nitrogen, oxygen, etc. Due to this, the rate of heat removal from the processed substance is further increased. When using copper as a cooled substrate 1 (copper has a maximum heat dissipation, since the product of its density, heat capacity and thermal conductivity is greater than that of other materials) with a liquid cooled, the thickness of the copper pipe can be sharply reduced.

Нагреваемое вещество 2 и нагревательная порошковая смесь 3 могут представлять собой единое целое [3], т.е. в качестве нагревательной смеси 3 и обрабатываемого вещества 2 может быть продукт самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС). Метод СВС основан на том, что при взаимодействии исходных веществ экзотермической реакции происходит образование нового вещества, термодинамический потенциал которого меньше такового у исходных реагирующих веществ. В процессе реакции выделяется теплота, которая при быстром протекании процесса приводит к образованию очень высоких температур, резко ускоряя диффузионные процессы, протекающие при взаимодействии исходных веществ.The heated substance 2 and the heated powder mixture 3 can be a single unit [3], i.e. as the heating mixture 3 and the processed substance 2 may be a product of self-propagating high temperature synthesis (SHS). The SHS method is based on the fact that during the interaction of the starting materials of the exothermic reaction, a new substance is formed, the thermodynamic potential of which is less than that of the starting reacting substances. During the reaction, heat is released, which, when the process proceeds quickly, leads to the formation of very high temperatures, dramatically accelerating the diffusion processes that occur during the interaction of the starting materials.

Конструкция устройства, изображенного на фиг.1, предложенного для реализации способа, позволяет отводить тепловую энергию из модифицированного вещества, сжатого повышенным давлением, настолько, что после снятия давления это способствует сохранению полученной новой более плотной модификации вещества. Для максимального получения новой модификации вещества при осуществлении способа с наименьшими энергозатратами целесообразно поддерживать наибольший градиент температур между нагретым веществом и охлаждаемой подложкой, т.е. перед обработкой вещества давлением следует, как можно больше нагреть вещество или довести его до температуры плавления, при поддержании на охлаждаемой подложке как можно более низкой температуры.The design of the device shown in Fig. 1, proposed for implementing the method, allows heat energy to be removed from the modified substance compressed by increased pressure, so that after depressurization it helps to maintain the resulting new denser modification of the substance. To maximize the new modification of a substance during the implementation of the method with the lowest energy consumption, it is advisable to maintain the largest temperature gradient between the heated substance and the cooled substrate, i.e. Before processing the substance with pressure, it is necessary to heat the substance as much as possible or bring it to the melting point, while maintaining the temperature as low as possible on the cooled substrate.

Как известно из работы [2], (стр.65-67) во многих случаях нагрев вещества перед прессованием оказывается полезным, снижает твердость вещества и дает возможность использовать более низкие давления для его прессования. Оптимальное прессование благодаря нагреву достигается при меньшем количестве взрывчатого вещества с низкой скоростью детонации. К тому же максимальная плотность получается выше, чем без нагрева. Кривая Гюгонио нагретого порошка уже при небольших давлениях сближается с кривой для твердого тела. К тому же увеличение внутренней энергии при горячем прессовании меньше, чем при холодном. Вопреки хорошей перспективе развития, как сказано в работе [2], прессование нагретых порошков, к сожалению, до сих пор не нашло широкого использования в исследованиях по материаловедению.As is known from [2], (pp. 65-67) in many cases, heating a substance before pressing is useful, reduces the hardness of the substance and makes it possible to use lower pressures for pressing. Optimum pressing due to heating is achieved with less explosive with a low detonation speed. In addition, the maximum density is higher than without heating. The Hugoniot curve of the heated powder, even at low pressures, approaches the curve for a solid. In addition, the increase in internal energy during hot pressing is less than during cold pressing. Despite a good development prospect, as stated in [2], the pressing of heated powders, unfortunately, still has not found widespread use in research on materials science.

Так, например, если использовать предлагаемое изобретение для производства алмаза, то нагревательная смесь 3 может дополнительно использоваться как катализатор процесса синтеза, так как в ее состав входят вещества-катализаторы. Среди 24 исследованных элементов самым эффективным катализатором графитации является никель, затем другие металлы группы железа - железо, кобальт, затем молибден, хром, а также платина, бор. Эти элементы в расплавленном состоянии хорошо растворяли углерод. Отмечается, что возможность переходных металлов быть катализаторами графитации коррелирует с их способностью катализировать синтез алмаза, каталитические добавки увеличивают выход алмаза в 3÷6 раз. Кроме того, алмаз без присутствия катализаторов образуется при давлениях не ниже 6,5 ГПа и температурах не ниже 1750°С. В присутствии же катализатора для синтеза алмаза необходима температура не ниже 1150°С и соответствующее давление 4,2 ГПа.So, for example, if we use the present invention for the production of diamond, then the heating mixture 3 can be additionally used as a catalyst for the synthesis process, since it contains catalyst substances. Among the 24 elements studied, the most effective graphitization catalyst is nickel, then other metals of the iron group — iron, cobalt, then molybdenum, chromium, and also platinum and boron. These elements in the molten state dissolved carbon well. It is noted that the ability of transition metals to be graphite catalysts correlates with their ability to catalyze diamond synthesis, and catalytic additives increase the diamond yield by 3–6 times. In addition, diamond without the presence of catalysts is formed at pressures not lower than 6.5 GPa and temperatures not lower than 1750 ° C. In the presence of a catalyst, diamond synthesis requires a temperature of at least 1150 ° C and a corresponding pressure of 4.2 GPa.

Применяя для синтеза теплоту, выделяющуюся при экзотермической реакции специальных порошков, появляются огромные преимущества метода перед классическим нагревом, когда отпадает необходимость в печном и т.п. оборудовании. Так как для осуществления способа взрывчатое вещество должно находиться в непосредственной близости с нагретым веществом, это представляет большие технологические трудности при использовании классических видов нагрева. В предлагаемом способе это противоречие решается за счет применения для нагрева вещества термитных смесей. Более того, за счет этого появляется возможность автоматизировать процесс. Горение "термитной смеси" 3, одновременно нагревая обрабатываемое вещество 2 до максимальной температуры, приводит механизм запуска продвижения вещества в полость подложки 1, с таким расчетом, чтобы не произвести возгорания взрывчатого слоя раньше времени, т.е. когда обрабатываемое вещество еще не достигло полного заполнения полости охлаждаемой трубы. Детонация взрывчатого вещества 5 происходит от созданного для этого запала, который срабатывает сразу же, в момент полного поступления вещества в полость трубы.Applying the heat released during the exothermic reaction of special powders for the synthesis, there are huge advantages of the method over classical heating, when there is no need for a furnace, etc. equipment. Since for the implementation of the method the explosive must be in close proximity to the heated substance, this presents great technological difficulties when using classical types of heating. In the proposed method, this contradiction is solved by using thermite mixtures for heating the substance. Moreover, due to this, it becomes possible to automate the process. Combustion of the “thermite mixture” 3, while simultaneously heating the processed substance 2 to a maximum temperature, leads the mechanism for triggering the advancement of the substance into the cavity of the substrate 1, so as not to ignite the explosive layer ahead of time, i.e. when the processed substance has not yet reached the full filling of the cavity of the chilled pipe. The detonation of the explosive 5 comes from the fuse created for this, which is triggered immediately, at the time of the complete receipt of the substance in the cavity of the pipe.

В отличие от аналога, установка, показанная на фиг.1, позволяет осуществлять способ со следующими преимуществами: получение готового вещества, при использовании равного количества взрывчатого вещества, происходит под воздействием больших детонационных сил, так как ударная волна, обжимая подложку и обрабатываемое вещество, усиливается. В аналоге волна, проходя сквозь слой термита, изолятор и вещество, ослабляется. Кроме того, обжатое вещество в трубе, после снятия давления, находится под некоторым остаточным давлением сжатия, что позволяет в большей мере сохранять произведенную фазу, чем в аналоге. С точки зрения технологичности произведенное вещество находится в единой капсуле, а в случае аналога его требуется улавливать в специальных устройствах. Основное же отличие предлагаемого способа над аналогом - это возможность получения более крупной фракции синтезируемого вещества, за счет комплекса принципиальных отличий, а именно большого давления, времени сжатия и скорости охлаждения.In contrast to the analogue, the installation shown in Fig. 1 allows a method with the following advantages: the preparation of the finished substance, using an equal amount of explosive, occurs under the influence of large detonation forces, since the shock wave, compressing the substrate and the processed substance, is amplified . In an analogue, a wave passing through a termite layer, an insulator and a substance is attenuated. In addition, the compressed substance in the pipe, after depressurization, is under some residual compression pressure, which allows a greater degree of conservation of the produced phase than in the analogue. From the point of view of manufacturability, the produced substance is in a single capsule, and in the case of an analogue it must be captured in special devices. The main difference of the proposed method over the analogue is the possibility of obtaining a larger fraction of the synthesized substance, due to a set of fundamental differences, namely high pressure, compression time and cooling rate.

В отличие от прототипа схема предлагаемого процесса разделяет место нагрева вещества от места его обработки давлением. За счет этого нагрев вещества можно довести до очень высоких температур, а подложка, напротив, может очень сильно охлаждаться, что позволяет резко увеличить скорость формирования новой фазы, одновременно увеличивая скорость теплоотвода из обрабатываемого материала. Предлагаемый процесс, в отличие от прототипа, позволяет значительно снизить количество взрывчатого вещества, так как принципиальная схема прототипа предполагает проведение разогрева вещества за счет его обработки давлением, что приводит к значительным энергозатратам. Нагревая вещество взрывным прессованием, одновременно происходит нагрев подмешиваемого медного порошка, который выполняет роль охлаждаемой подложки, что в дальнейшем снижает скорость теплоотвода. Как уже было сказано выше, основная доля ударной волны расходуется на нагрев обрабатываемого вещества. Если изобразить предлагаемый способ и прототип в виде "линии времени" на диаграмме состояния углерода (фиг.2), то мы увидим принципиальные отличия в протекании двух процессов.In contrast to the prototype, the scheme of the proposed process divides the place of heating of the substance from the place of its pressure treatment. Due to this, the heating of the substance can be brought to very high temperatures, and the substrate, on the contrary, can cool very much, which can dramatically increase the rate of formation of a new phase, while simultaneously increasing the rate of heat removal from the processed material. The proposed process, in contrast to the prototype, can significantly reduce the amount of explosive, as the circuit diagram of the prototype involves heating the substance due to its processing by pressure, which leads to significant energy consumption. When a substance is heated by explosive pressing, the mixed copper powder is heated simultaneously, which acts as a cooled substrate, which further reduces the heat sink rate. As mentioned above, the bulk of the shock wave is spent on heating the processed substance. If we depict the proposed method and the prototype in the form of a “time line” on the carbon state diagram (Fig. 2), then we will see fundamental differences in the course of the two processes.

Как известно, чем больше давление или температура, тем раньше начинается реакция фазового превращения, поэтому реакция в прототипе начнется в точке 1, а в предлагаемом способе, при более низком давлении, в точке 2, при этом разность величин давления ΔP1 может достигать значительных величин. Обратная реакция распада полученной фазы в области ее нестабильности начнется также раньше в прототипе, т.е. в области более высокого давления за счет более высокой температуры, а следовательно, это будет точка 3, в предлагаемом способе это будет точка 4, которые также будут отличаться на величину давления ΔР2. Как видно из приведенных графиков, длина "линии времени" прототипа на отрезке 1-3, где происходит фазовый переход в алмаз, намного короче участка 2-4 предлагаемого способа, причем участок прототипа находится в зоне более низких температур, а следовательно, алмаза по способу прототипа будет синтезировано в несколько раз меньше. Длина же участка "линии времени" прототипа, где происходит распад полученной алмазной фазы, напротив, значительно больше, и она находится в зоне более высоких температур, что соответственно приводит к значительным потерям образованного алмаза по сравнению с предлагаемым способом. То есть данная схема (фиг.2) наглядно показывает, что прототип не слишком интенсивно накапливая синтезируемую фракцию алмаза, достаточно интенсивно ее теряет в сравнении с предлагаемым способом. При этом прототип, в отличие от предлагаемого способа, требует использования значительного объема взрывчатого материала, а главное - в прототипе из-за технологических трудностей не применяется предварительный нагрев вещества, что резко снижает выход годного. Следовательно, при равных зарядах, используемых в данных способах, будет получено различное количество синтетического алмаза. В соответствии с графиком новый способ минимум в три-четыре раза способен больше произвести синтетического алмаза, чем прототип, причем образованная фракция также в 2÷5 раз будет крупнее.As you know, the greater the pressure or temperature, the earlier the reaction of phase transformation begins, therefore, the reaction in the prototype will begin at point 1, and in the proposed method, at a lower pressure, at point 2, while the pressure difference ΔP 1 can reach significant values . The reverse reaction of the decomposition of the obtained phase in the field of its instability will also begin earlier in the prototype, i.e. in the region of higher pressure due to the higher temperature, and therefore, it will be point 3, in the proposed method it will be point 4, which will also differ by the pressure ΔP 2 . As can be seen from the graphs, the length of the "time line" of the prototype in the segment 1-3, where the phase transition to diamond occurs, is much shorter than section 2-4 of the proposed method, and the prototype section is in the zone of lower temperatures, and therefore, the diamond by the method the prototype will be synthesized several times less. The length of the portion of the "time line" of the prototype, where the resulting diamond phase decays, is, on the contrary, much longer, and it is in the zone of higher temperatures, which accordingly leads to significant losses of the formed diamond in comparison with the proposed method. That is, this scheme (figure 2) clearly shows that the prototype is not too intensively accumulating the synthesized diamond fraction, it is losing it intensively enough in comparison with the proposed method. Moreover, the prototype, in contrast to the proposed method, requires the use of a significant amount of explosive material, and most importantly - because of technological difficulties, the preliminary heating of the substance is not used, which sharply reduces the yield. Therefore, with equal charges used in these methods, a different amount of synthetic diamond will be obtained. According to the schedule, the new method is capable of producing at least three to four times more synthetic diamond than the prototype, and the formed fraction will also be 2–5 times larger.

Установка, изображенная на фиг.1, позволяет за счет своей простоты конструкции воздействовать на вещество с максимально возможными давлениями и с максимально возможной скоростью производить отвод тепла из модифицированного вещества, причем на большой площади поверхности, что позволяет получать большой объем продукции при относительно малых затратах.The installation depicted in figure 1, due to its simplicity of design, acts on the substance with the highest possible pressures and at the highest possible speed to remove heat from the modified substance, and on a large surface area, which allows to obtain a large volume of production at relatively low cost.

Поэтому применение предлагаемого способа для получения искусственного алмаза и подобных веществ, а также для их компактирования в относительно больших объемах, может считаться перспективным и полезным для производства.Therefore, the application of the proposed method for producing artificial diamond and similar substances, as well as for their compaction in relatively large volumes, can be considered promising and useful for production.

Как в этом случае, так и в аналоге нагрев обрабатываемого вещества происходит за счет контактной теплопередачи, т.е. термитная смесь за счет контакта с веществом передает ему свое тепло. В случае с патентом 2199380, если рассмотреть чертеж, нагрев происходит со стороны, противоположной стороне, которая в дальнейшем будет соприкасаться с охлаждаемой подложкой. В заявляемом изобретении нагрев происходит со стороны, которая в дальнейшем будет соприкасаться с охлаждаемой подложкой.As in this case, and in the analogue, the heating of the processed substance occurs due to contact heat transfer, i.e. due to contact with the substance, the thermite mixture transfers its heat to it. In the case of patent 2199380, if we consider the drawing, the heating occurs from the side opposite to the side, which will subsequently come into contact with the cooled substrate. In the claimed invention, heating occurs from the side that will subsequently come into contact with the cooled substrate.

Согласно формуле, где тепловой поток, определяемый количеством теплоты ΔQ, проходящим через поперечное сечение тела площадью А за промежуток времени Δt, определяется выражением:According to the formula, where the heat flux determined by the amount of heat ΔQ passing through the cross-section of the body with area A for the time period Δt is determined by the expression:

ΔQ/Δt=k·A·T2-T1/l;ΔQ / Δt = k · A · T 2 -T 1 / l;

где l - расстояние, на которое передается тепло, с температурами на концах этого расстояния Т2 и T1 соответственно, a k - коэффициент теплопроводности вещества.where l is the distance to which heat is transferred, with temperatures at the ends of this distance T 2 and T 1, respectively, ak is the thermal conductivity of the substance.

Исходя из этой формулы и схемы нагрева, что во втором случае, нагрев вещества происходит значительно быстрее, так как передача теплоты осуществляется со стороны, которая в дальнейшем и будет охлаждаться, т.е. энергетически процесс во втором случае более экономичный.Based on this formula and the heating scheme, which in the second case, the heating of the substance occurs much faster, since the transfer of heat is carried out from the side, which will be cooled in the future, i.e. energetically, the process in the second case is more economical.

Кроме того, из сравнения чертежей заявленного способа и аналога видно, что в патенте 2199380 воздействие на вещество давления происходит, с одной стороны, через толщу самого вещества, термитную смесь и изолятор, тогда как в заявляемом изобретении воздействие давления всестороннее, при этом обрабатываемое вещество от взрывчатого вещества отделяет только слой охлаждаемой подложки. Следовательно, расстояние от ВВ в первом случае до обрабатываемого вещества будет всегда больше, чем во втором случае. Согласно работе [2] энергетически более выгодная схема при втором случае, где зарядом, меньшим в 2÷4 раза, можно добиться того же эффекта, что и в первом случае.In addition, from a comparison of the drawings of the claimed method and the analogue, it is seen that in the patent 2199380, the pressure on the substance occurs, on the one hand, through the thickness of the substance itself, the thermite mixture and the insulator, while in the claimed invention the pressure is comprehensive, while the substance being processed from explosive separates only the layer of the cooled substrate. Therefore, the distance from the explosive in the first case to the processed substance will always be greater than in the second case. According to [2], an energetically more profitable scheme in the second case, where a charge less than 2–4 times, can achieve the same effect as in the first case.

ЛитератураLiterature

1. Волков А.Е. Патент РФ №2199380 "Способ синтеза алмаза или кубического нитрида бора". С2 7В01J 3/00, 2000 г.1. Volkov A.E. RF patent No. 2199380 "Method for the synthesis of diamond or cubic boron nitride." C2 7B01J 3/00, 2000

2. Прюммер Р. Обработка порошкообразных материалов взрывом. М.: Мир, 1990 г., стр.98-99.2. Prümmer R. Processing powder materials by explosion. M.: Mir, 1990, pp. 98-99.

3. Левашов Е.А. и др. Физико-химические и технологические основы самораспространяющегося высокотемпературного синтеза. М.: ЗАО "Из-во БИНОМ", 1999 г.3. Levashov EA and other Physicochemical and technological foundations of self-propagating high-temperature synthesis. M .: CJSC "Iz Binom", 1999

Claims (1)

Способ синтеза алмаза, включающий нагрев исходного вещества за счет экзотермической реакции горения термитной смеси, содержащей катализатор, воздействие на него ударного давления, создаваемого детонацией заряда взрывчатого вещества, и его охлаждение на отдельной металлической поверхности, отличающийся тем, что охлаждаемую металлическую поверхность выполняют в виде трубы, заряд взрывчатого вещества размещают вокруг нее, исходное вещество используют в виде геометрического отображения трубной полости и вокруг него размещают термитную смесь, причем воздействие ударного давления проводят после нагрева исходного вещества, его перемещения в трубную полость и ее заполнения.A method for synthesizing diamond, including heating the starting material due to an exothermic reaction of burning a thermite mixture containing a catalyst, the impact on it of the shock pressure created by detonation of the explosive charge, and its cooling on a separate metal surface, characterized in that the cooled metal surface is made in the form of a pipe , the explosive charge is placed around it, the original substance is used in the form of a geometric image of the tube cavity and a termite is placed around it mixture, the effect of shock pressure is carried out after heating the starting material, its movement in the tubular cavity, and its fill.
RU2003117248/15A 2003-06-09 2003-06-09 Method of substance synthesis and compacting RU2335455C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003117248/15A RU2335455C2 (en) 2003-06-09 2003-06-09 Method of substance synthesis and compacting

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003117248/15A RU2335455C2 (en) 2003-06-09 2003-06-09 Method of substance synthesis and compacting

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003117248A RU2003117248A (en) 2004-12-10
RU2335455C2 true RU2335455C2 (en) 2008-10-10

Family

ID=39927972

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003117248/15A RU2335455C2 (en) 2003-06-09 2003-06-09 Method of substance synthesis and compacting

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2335455C2 (en)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4767608A (en) * 1986-10-23 1988-08-30 National Institute For Research In Inorganic Materials Method for synthesizing diamond by using plasma
RU2041164C1 (en) * 1991-05-16 1995-08-09 УТП Швайсматериал ГмбХ унд Ко., КГ Method for manufacture of polycrystalline diamond layers
RU2051093C1 (en) * 1992-07-14 1995-12-27 Александр Михайлович Каунов Method of diamond producing from diamond-like substances
RU2069650C1 (en) * 1991-02-12 1996-11-27 Белорусская государственная политехническая академия Method of ceramic material explosive compaction
RU2074114C1 (en) * 1993-12-23 1997-02-27 Институт минералогии и петрографии СО РАН Method for production of artificial diamonds
RU2135327C1 (en) * 1995-09-27 1999-08-27 Дзе Исизука Рисерч Инститьют, Лтд. Composite containing high-abrasive particles and method of manufacturing thereof
RU2001105079A (en) * 2001-02-21 2003-02-20 Анатолий Евгеньевич Волков METHOD FOR SYNTHESIS OF SUBSTANCE IN "KIMBERLITE TUBE"
RU2199380C2 (en) * 2000-03-23 2003-02-27 Волков Анатолий Евгеньевич Method of diamond or cubic boron nitride synthesis

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2259943C2 (en) * 2001-02-21 2005-09-10 Волков Анатолий Евгеньевич Method of synthesizing diamond

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4767608A (en) * 1986-10-23 1988-08-30 National Institute For Research In Inorganic Materials Method for synthesizing diamond by using plasma
RU2069650C1 (en) * 1991-02-12 1996-11-27 Белорусская государственная политехническая академия Method of ceramic material explosive compaction
RU2041164C1 (en) * 1991-05-16 1995-08-09 УТП Швайсматериал ГмбХ унд Ко., КГ Method for manufacture of polycrystalline diamond layers
RU2051093C1 (en) * 1992-07-14 1995-12-27 Александр Михайлович Каунов Method of diamond producing from diamond-like substances
RU2074114C1 (en) * 1993-12-23 1997-02-27 Институт минералогии и петрографии СО РАН Method for production of artificial diamonds
RU2135327C1 (en) * 1995-09-27 1999-08-27 Дзе Исизука Рисерч Инститьют, Лтд. Composite containing high-abrasive particles and method of manufacturing thereof
RU2199380C2 (en) * 2000-03-23 2003-02-27 Волков Анатолий Евгеньевич Method of diamond or cubic boron nitride synthesis
RU2001105079A (en) * 2001-02-21 2003-02-20 Анатолий Евгеньевич Волков METHOD FOR SYNTHESIS OF SUBSTANCE IN "KIMBERLITE TUBE"

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Merzhanov Combustion and explosion processes in physical chemistry and technology of inorganic materials
Delgado et al. Mechanically activated combustion synthesis and shockwave consolidation of magnesium silicide
US4437886A (en) Process for manufacture of metallic magnesium
Ahirnad et al. Unique application of microwave energy to the processing of ceramic materials
RU2335455C2 (en) Method of substance synthesis and compacting
JP4677665B2 (en) Method for producing high-pressure phase material
RU2041166C1 (en) Method for production of diamonds
Mukasyan et al. Combustion modes in the titanium-nitrogen system at low nitrogen pressures
Vreeland et al. Shock wave initiation of the Ti 5 Si 3 reaction in elemental powders
RU2259943C2 (en) Method of synthesizing diamond
JPH04500031A (en) Method for obtaining powder refractory material and reactor for carrying out this method
Chelpanov et al. Self-propagating high-temperature synthesis in a Ti− Al− C powder system using different carbon precursors
RU2102187C1 (en) Method for manufacture of articles from exothermic powder mixtures
Zhang et al. Synthesis of tungsten monocarbide by self-propagating high-temperature synthesis in the presence of an activative additive
RU2161548C2 (en) Method for making powders of refractory compounds
RU2607115C1 (en) Method of producing refractory materials
RU2199380C2 (en) Method of diamond or cubic boron nitride synthesis
RU2483023C1 (en) Method for industrial production of diamonds and other solid-phase nanostructured graphite formations, apparatus and charge for production thereof
Adadurov et al. Technological fundamentals of SHS compacting
RU2119847C1 (en) Process of production of high-density materials and articles by reaction sintering under pressure
JPS6221707A (en) Method for producing trichlorosilane
US5162118A (en) Apparatus for compaction of ceramic
US4035472A (en) Process for producing diamond
JPH037627B2 (en)
Namjoshi et al. Modeling the reaction synthesis of shock-densified titanium-silicon powder mixture compacts

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100610