DD283699A7

DD283699A7 - MINERAL MATERIALS FOR THE MANUFACTURE OF SHAPED PARTS FOR CHARACTERIZING REACTION CHAMBERS FOR HIGH-PRESSURE, HIGH-TEMPERATURE SYNTHESIS

Info

Publication number: DD283699A7
Application number: DD32055488A
Authority: DD
Inventors: Siegfried Raab; Michael Koinzer
Original assignee: Akademie Der Wissenschaften Der Ddr,Patentabteilung,Dd
Priority date: 1988-10-10
Filing date: 1988-10-10
Publication date: 1990-10-24

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf Materialien zur unmittelbaren Auskleidung der Hochdruck-, Hochtemperaturreaktionszone. Sie findet Anwendung in der Hochdruck-, Hochtemperaturtechnik, insbesondere bei der Synthese superharter Werkstoffe wie Diamant, kubisches Bornitrid und polykristallinen Diamantkoerpern. Die Aufgabe besteht in der Entwicklung von Formkoerpern aus Materialien deren Eigenschaften den Anforderungen an die Hochdruck-, Hochtemperatursynthese wie gute elektrische und thermische Isolation, chemische Inertheit, gute Druckuebertragung in optimaler Weise entsprechen. Die erfindungsgemaesze Loesung zeichnet sich dadurch aus, dasz technische Minerale auf der Grundlage von Silikaten mit einem an sich bekannten Bindemittel und bzw. oder einem an sich bekannten Gleitmittel gemischt werden.{Hochdruck-, Hochtemperaturtechnik; Hochdruckkammer; Synthese; Diamant; kubisches Bornitrid; polykristalline Diamantkoerper; Kammerauskleidung; Materialien zur Herstellung von Formteilen fuer die Auskleidung von Reaktionskammern zur Hochdruck-}The invention relates to materials for immediate lining of the high pressure, high temperature reaction zone. It is used in high-pressure, high-temperature technology, in particular in the synthesis of superhard materials such as diamond, cubic boron nitride and polycrystalline diamond bodies. The task is the development of molded bodies from materials whose properties meet the requirements of high-pressure, high-temperature synthesis such as good electrical and thermal insulation, chemical inertness, good pressure transfer in an optimal manner. The inventive solution is characterized in that technical minerals are mixed on the basis of silicates with a per se known binder and / or a known lubricant. {High-pressure, high-temperature technology; High-pressure chamber; Synthesis; Diamond; cubic boron nitride; polycrystalline diamond bodies; Chamber liner; Materials for the production of molded parts for the lining of reaction chambers for high-pressure

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft Materialien für die Auskleidung von Hochdruckkammern, die zur Hochdruck· Hochtemperatur-Synthese, insbesondere zur Synthese superharter Materialien in Hochdruckapparaturen des Typs Belt oder ähnlicher Typen dienen.The invention relates to materials for the lining of high-pressure chambers, which are used for high-pressure · high-temperature synthesis, in particular for the synthesis of super-hard materials in belt type high pressure equipment or similar types.

Characteristic of the known state of the art

Die Auskleidung des I .aktionsraumes von Hochdruckkammern, insbesondere von Hochdruckapparaturen der Belt· und Girdle-Typen, muß üblicherweise den nachfolgend genannten Kriterien genügen:The lining of the action space of high-pressure chambers, in particular of high-pressure devices of the Belt and Girdle types, must normally meet the following criteria:

- der Druck muß möglichst gleichmäßig auf das gesamte Probenvoiumen übertragen werden.- The pressure must be transmitted as evenly as possible to the entire Probenvoiumen.

- der Reaktionsraum muß elektrisch und thermisch sehr gut Isoliert werden- The reaction space must be very well insulated electrically and thermally

- die Materialien der Auskleidung müssen auch unter Hochdruck- und Hochtemperaturbedingungen chemisch inert bezüglich des Reaktionsraumes sein. Mit diesen Kriterien soll eine definierte Einstellung der Druck· und Temperaturbedingungen im gesamten Reaktionsraum erreicht werden. In der Regel basieren die Auskleidungen der Hochdruckkammern auf den natürlichen Rohstoffen Pyrophyllit, Talk und Catlinit (Lithographenstein) US-PS 3030662; US-PS 4301134; US-PS 2918699; DE-AS 2523068; DE-AS 2600395; DE-AS 2106086; DD-WP 217718), aber auch auf Paragonit, Fruchtschiefer, Phyllit und Serpentinit, die in ihrer unveränderten natürlichen Fo· m zum Einsatz kommen.- The materials of the lining must be chemically inert under high pressure and high temperature conditions with respect to the reaction space. These criteria are intended to achieve a defined adjustment of the pressure and temperature conditions in the entire reaction space. In general, the liners of the high pressure chambers are based on the natural raw materials pyrophyllite, talc and catlinite (US Pat. No. 3,030,662); U.S. Patent 4,301,134; U.S. Patent 2,918,699; DE-AS 2523068; DE-AS 2600395; DE-AS 2106086; DD-WP 217718), but also on paragonite, fruit slate, phyllite and serpentinite, which are used in their unaltered natural form.

Der Nachteil dieser bekannten Varianten besteht darin, oaß die eingesetzten Materialien in ihrer natürlichen unveränderten Form die oben genannten Anforderungen an eine Reaktionskammerauskleidung unter hohem Druck und hoher Temperatur teilweise nicht oder nur unvollkommen erfüllen.The disadvantage of these known variants is that oaß the materials used in their natural form unchanged partially meet the above requirements for a reaction chamber lining under high pressure and high temperature partially or not at all.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht darin, unter Verwendung einheimischer Rohstoffe einen Werkstoff für die Auskleidung von Hochdruckkammern zu schaffen, welcher verbesserte Eigenschaften besitzt und mit üblichen Technologien bei sehr niedrigen Kosten herstellbar ist.The object of the invention is to provide a material for the lining of high-pressure chambers using native raw materials, which has improved properties and can be produced with conventional technologies at very low cost.

Explanation of the essence of the invention

Das Wesen der erfinderischen Aufgabe besteht darin, gegenüber den bisher bekannten technischen Lösungen für die Auskleidung von Hochdruckkammern ein Material herzustellen, welches durch geeignete Eigenschaften, wie chemische Inertheit, geringe thermische Leitfähigkeit, gute Druckübertragung unter hohem Druck und hoher Temperatur den Anforderungen in optimaler Weise entspricht.The essence of the inventive task is to produce a material over the hitherto known technical solutions for the lining of high-pressure chambers, which corresponds to the requirements in an optimal manner by suitable properties, such as chemical inertness, low thermal conductivity, good pressure transmission under high pressure and high temperature ,

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß technische Minerale auf der Grundlage von Silikaten mit einem an sich bekannten Bindemittel, Insbesondere Polyvhylalkohollösung, Sulfidablauge oder Wasserglas und bzw. oder einem an sich bekannten Gleitmittel insbesondere Stearate, Olein, oder Paraffine gemischt wird.According to the invention the object is achieved in that technical minerals based on silicates with a known binder, in particular Polyvhylalkohollösung, sulfide waste liquor or water glass and / or a per se known lubricant, especially stearates, olein, or paraffins is mixed.

Die zerkleinerten mineralischen Materialien bilden vorteilhafterweise ein Gemenge von Körnern, die kleiner als 1 mm im Durchmesser sind. Die Herstellung des Korngemenges erfolgt nach den in der Keramikindustrie üblichen Technologien, einschließlich der verschiedenen Granulierverfahren.The minced mineral materials advantageously form a mixture of grains smaller than 1 mm in diameter. The production of the grain mixture is carried out according to the technologies common in the ceramics industry, including the various granulation processes.

Die Herstellung der entsprechenden Formteile ist mit den in der Feinkeramik bekannten Preßtechnologien möglich. Nach dem Preßvergang sind aus den Formteilen durch eine geeignete thermische Behandlung das Binde- und Gleitmittel wieder zu entfenen.The preparation of the corresponding moldings is possible with the known in the fine ceramic pressing technologies. After the press process, the binders and lubricants are to be removed again from the moldings by means of a suitable thermal treatment.

Der entstehende Rohstoff zeichnet sich durch ein wesentlich verbessertes Hochdruck-, Hochtemperaturverhalten und weitestgehende chemische Inertheit aus.The resulting raw material is characterized by a significantly improved high-pressure, high-temperature behavior and the greatest possible chemical inertness.

Der Werkstoff ist vorzugsweise für die Synthese superharter Werkstoffe wie Diamant, kubisches Bornitrid und polykristalline Diamantformkörper in Hochdruckapparaturen des Belt-Types geeignet.The material is preferably suitable for the synthesis of superhard materials such as diamond, cubic boron nitride and polycrystalline diamond shaped bodies in belt-type high pressure equipment.

Ausfuhrungtbelsplel The invention will be explained by the following Ausführungsbeisplel: A technically produced forsterite, which is present in a grain mixture with grains greater than 0.1 mm and less than 1 mm

wäßrige Polyvinylalkohollö8ung (< 20M%) und Zinkstearat (< 2M%) zugemischt. Es entsteht eine plastische Masse, die nachden üblichen Feinkeramiktechnologien zu Formkörpern verpreßt werden kann. Nach einer anschließenden thermischenaqueous Polyvinylalkohollö8ung (<20M%) and zinc stearate (<2M%) mixed. The result is a plastic mass, which can be pressed into moldings according to the usual Feinkeramiktechnologien. After a subsequent thermal

Treatment up to 400 ⁰ C is used to remove the Hiifsstoffe, is a material available, which is advantageous for immediate Lining of the synthesis room can be used. By using the material according to the invention is a reliable synthesis of diamond possible.

Claims

1. A process for the production of moldings for lining reaction chambers for the high-pressure high-temperature synthesis by mixing high-melting silicates with binders and / or lubricants and spraying the mixture into moldings and a subsequent thermal treatment for removing the pressing adjuvants (binder, lubricant) from the moldings , characterized in that are used as refractory silicates, forsterite, Willemit, zirconium, enstatite and cordierite, individually or in any desired ratio.

2. The method according to claim 1, characterized in that the silicates are composed of a grain size of less than 1 mm grain diameter.