Установка самораспространяющегося высокотемпературного синтеза

ПОЛЕЗНОЙ з, и МОДЕЛИК (51)7 с 01 В 31130 ПАТЕНТУ 12 НАЦИОНАЛЬНЫИ ЦЕНДГР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОИ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт порошковой металлургии (ВУ)(72) Авторы Беляев Андрей Васильевич Забавский Вячеслав Михайлович Гасак Татьяна Владимировна (ВУ)(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт порошковой металлургии (ВУ)Установка саМораспространяюЩегося высокотемпературного синтеза, включающая цилиндрический корпус с герметичной крышкой, патрубки для подключения систем вакуумирования и подачи аргона, отличающаяся тем, что она снабжена бугельнь 1 м затвором, в герметичной крышке установлены электровводы, а корпус установки снабжен окном для визуального наблюдения за процессом синтеза.3. ГОСТ 3044-94. Преобразователи термоэлектрические. Номинальные статические характеристики преобразования.Предлагаемое техниЧеское решение относится К установкам самораспространяющегося высокотемпературного синтеза И может найти применение для проведения исследовательских работ по самораспространяющемуся высокотемпературному синтезу (СВС) тугоплавких соединений (карбидов, нитридов, боридов, силицидов, интерметаллидов и т.д.) в режиме твердофазного и фильтрационного горения.Известна СВС установка для производства карбидов тугоплавких металлов, вклюЧающая разъемный кожух, состоящий из верхних и нижних Частей, установленные в этих Частях соответственно нижний и верхний электроды, систему подвода тока для инициирования электрической дуги между электродами, систему подаЧи нейтрального газа и систему отсоса отработанных газов, снабженная столом, установленным с возможностью вращения и размещенным в нижней Части кожуха, нижний электрод выполнен в виде фигурного элемента с кольцевым пазом и установлен на столе, а верхний электрод установлен над кольцевым пазом и его нижняя торцевая Часть размещена в пазу 1.Недостатком данной установки является трудоемкость уплотнения разъемных Частей и их герметизации, Что ограниЧивает давление в камере установки. НалиЧие внещнего привода для вращения создает конструкционные сложности, связанные с уплотнением камеры, находящейся под давлением. Дополнительные сложности создает система инициирования дуговым разрядом.Наиболее близким по техниЧеской сущности предлагаемому техниЧескому рещению(прототип) является устройство для полуЧения тугоплавких соединений на основе карбида титана, вклюЧающее цилиндриЧеский корпус с герметиЧной крыщкой, отверстие для размещения средства инициирования реакции, патрубки для подклюЧения систем вакуумирования и подаЧи аргона, а также средство для отвода реакционных газов, выполненное в виде размещенного по центру крыщки трубопровода, снабженного в нижней Части под крыщкой защитными экранами, приЧем соотнощение его диаметра и диаметра корпуса 15-7 2. Недостатком данной конструкции является невозможность исследования кинетики синтеза, визуального наблюдения за процессом. Грибковый затвор (завинЧивающаяся стальная пробка), применяемый в данной конструкции ректора, усложняет обслуживание, резьбовое соединение изнащивается в связи с попаданием в него порощковых материалов, Что снижает срок эксплуатации и надежность конструкции. Так как затвор при закрытии реактора вращается, образец, находящийся на предметном столике, всегда может упасть, т.к. неподвижно связан с затвором.ЗадаЧей предлагаемой полезной модели является создание установки самораспространяющегося высокотемпературного синтеза, позволяющей проводить исследовательские работы по самораспространяющемуся высокотемпературному синтезу, изуЧению кинетики синтеза тугоплавких соединений (карбидов, боридов, нитридов, силицидов, интерметаллидов и т.д.) в режиме твердофазного и фильтрационного горения, регистрировать температуру волны горения и скорость горения материалов, производить кино- и фотосъемку.ЗадаЧа рещается следующим образом. Установка самораспространяющегося вь 1 сокотемпературного синтеза, вклюЧающая цилиндриЧеский корпус с герметиЧной крыщкой,патрубки для подклюЧения систем вакуумирования и подаЧи аргона, снабжена бугельным затвором, в герметиЧной крыщке установлены электровводы, а корпус установки снабжен окном для визуального наблюдения за процессом синтеза. Для поднятия крыщки реактора в конструкции предусмотрен ходовой винт. Затвор представляет собой два бугеля, которые крепятся на стойке ходового винта с одной стороны и соединяются с помощью болта с другой стороны. Конструкция затвора позволяет повысить ресурс работы соединения,создать эффективное уплотнение при работе камеры установки под вакуумом, ускорить процессы загрузки и выгрузки материалов, снизить трудоемкость процесса синтеза.Сущность техниЧеского рещения поясняется Чертежами. На фиг. 1 дан общий вид установки, на фиг. 2 приведен Чертеж бугеля.Предлагаемая установка включает в себя корпус 1, соединенный с Крышкой 2 с помощью бугелей 3. Между корпусом И Крышкой находится уплотнительное кольцо 4. В крышке установлены электровводы 5, которые служат для подключения средств инициирования реакции синтеза и термоэлектрических датчиков. Крышка крепится к коромь 1 слу 6 болтом 7, поднятие крышки осуществляется рукояткой 8 с помощью ходового винта 9(возможна полуавтоматизация процесса посредством подключения электропривода). К крышке с помощью штанг 10 и резьбового соединения крепится предметный столик 11. Камера установки футерована обечайкой 12. Охлаждающая вода подается через штуцер 13 в камеру охлаждения 14 и выходит через штуцер 15. Вакуумирование, продув и сброс газов производится через штуцер 16. Для контроля за процессами, происходящими в установке во время ее работы, предусмотрено смотровое окно 17.В качестве термоэлектрических датчиков могут быть использованы хромельалюмелевь 1 е или вольфрам-рениевые термопары по ГОСТ 3044 3.Материалом для изготовления бугельного затвора может служить коррозионностойкая сталь Х 18 Н 10 Т по ГОСТ 5632 4.Установка работает следующим образом. Для открытия крышки 2 отсоединяют болт,скрепляющий бугели 3, и разводят их в стороны вручную. Крышку установки 2 поднимают рукояткой 8. Образец помещают в графитовый стакан и устанавливают на предметный столик 11. Через электровводы 5 к поверхности шихты присоединяют инициирующее устройство (вольфрамовая спираль) и термоэлектрические датчики. Затем крышку закрь 1 вают и уплотняют бугельным затвором. Камеру установки продувают аргоном через штуцер 16 и заполняют ее до давления 0,5 МПа. Включают инициирующее устройство и проводят синтез. Во время синтеза имеется возможность с помощью термоэлектрических датчиков измерить температуру волны горения, скорость прохождения волны горения и другие параметры. Через смотровое окно 17 возможно визуальное наблюдение за протеканием реакции, а также фотосъемка. При полном окончании процесса синтеза (время протекания реакции зависит от химического состава синтезируемых материалов) камеру охлаждения 14 через штуцер 13 заполняют водой. Установку охлаждают до комнатной температуры, затем извлекают стакан со спеком синтезированного материала.Такая конструкция установки позволяет снизить трудоемкость процесса синтеза на 25 , за один технологический цикл измерить температуру и скорость волны горения,произвести кино- и фотосъемку процессов синтеза, что, в свою очередь, позволяет детально изучить кинетику синтеза, получить информацию для моделирования процессов структурообразования продуктов горения.Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.