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Hochdruckapparatur mit sich verjüngenden Preßstempeln Es ist bereits
eine Vorrichtung zur Erzeugung von hohen Drücken bekannt, die aus zwei Hartmetallblöcken
besteht, auf die zur Erhöhung der Festigkeit Ringe aufgeschrumpft sind und zwischen
deren polierten Stirnfläche die unter Druck zu setzende Probe angeordnet wird. Die
Probe wird in eine Silberchloridscheibe eingebettet, die von einem aus Pyrophyllit
bestehenden Dichtungsring umschlossen ist. Der Dichtungsring bildet also sozusagen
eine den Druckraum umschließende Matrize, welche ein Ausbrechen des bei hohen Drücken
in flüssiger Phase vorliegenden Silberchlorids nach der Seite zu verhindert. Es
ist auch bereits eine Hochdruckapparatur bekannt, welche vier sich verjüngende Preßstempel
aufweist, deren Stirnflächen ein Reaktionsgefäß einschließen, das die Form eines
regulären Tetraeders hat. Die vier Preßstempel werden durch eine hydraulische Antriebs
einrichtung senkrecht zu den dreieckförmigen Flächen des Tetraeders vorwärts bewegt.
Das Reaktionsgefäß wird von einem Tetraeder aus Pyrophylitt gebildet, der die zusammenzupressende
Substanz aufnimmt. Beim Zusammenpressen des Reaktionsgefäßes wirkt das Pyrophylitt
als Druckübertragungsmittel.
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Zwischen den einzelnen Stempeln der Hochdruckapparatur sind keine
Dichtungen vorhanden, vielmehr wird eine Abdichtung dadurch erzielt, daß beim Zusammenpressen
des Reaktionsgefäßes Pyrophylitt in die Zwischenräume zwischen den Stempeln gepreßt
wird.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Hochdruckapparatur
zu schaffen, in welcher Proben einem Druck in der Größenordnung von 200 Kilobar
ausgesetzt werden können, wobei gegebenenfalls auch noch die Probe auf Temperaturen
über 50000 C aufgeheizt werden kann..
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Diese Aufgabe wird nun gelöst durch eine Hochdruckapparatur mit sich
verjüngenden Preßstempeln, die zum Zusammenpressen einer in eine Kammer befindlichen,
gegebenenfalls von einem Dichtungsmittel umgebenen Probe bewegt werden können, wobei
jeder Preßstempel in einer vorgegebenen Ebene entlang einer in dieser Ebene liegenden
Linie verschiebbar ist und wenigstens zwei Preßstempel in verschiedenen Ebenen liegen,
die erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß zwischen den sich verjüngenden
Seitenflächen wenigstens zweier benachbarter Preßstempel eine vorgeformte Dichtung
aus festem, bei Betriebsbedingungen plastisch verformbarem Material angeordnet ist
und wenigstens einige Preßstempel derart angeordnet sind, daß die Dichtung zwischen
den sich verjüngenden Preßstempelseitenflächen die Preßstempel seitlich abstützt.
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Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Dichtungen zwischen gegenüberliegenden
Seitenflächen benachbarter Preßstempel wird erreicht, daß die seitliche Abstützung
der Preßstempel und die Fläche, über welche die Dichtung wirksam ist, vorausberechnet
werden kann, die Stärke der Dichtung und die wirksame Fläche bei allen Stempeln
gleich groß ist, die Dichtung schon von Anfang an die mit der Probe gefüllte Reaktionskammer
gleichzeitig mit der Stempelbewegung abdichtet und das tatsächliche Volumen des
Dichtungsmaterials für alle Preßstempel gleich groß ist. Darüber hinaus ist eine
gleichzeitige Verschiebung aller Preßstempel nicht erforderlich. Die durch die erfindungsgemäße
Anordnung der Dichtungen erzielte seitliche Abstützung der Preßstempel ermöglicht
die Erzeugung von bisher nicht erzielbaren Höchstdrücken.
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Die Erfindung wird nun an Hand von Zeichnungen näher erläutert, in
denen zeigt Fig. 1 eine schematische Darstellung der Druckstempel nach der vorliegenden
Erfindung, die eine Reaktionskammer bilden, wenn sie aufeinander zu bewegt werden,
Fig. 2 eine Presse mit den in Fig. 1 gezeigten Druckstempeln, Fig. 3 einen Schnitt
entlang der Linie 7-7 von Fig. 2,
F i g. 4 eine Ansicht eines Druckstempels
mit Dichtungen, F i g. 5 eine vergrößerte Ansicht des Mittelteils von F i g. 3 in
der die Dichtungen, die Druckstempel und die Reaktionskammer näher gezeigt ist,
Fig. 6 eine Seitenansicht-.der in Fig. 5 gezeigten Anordnung, Fig. 7 eine Darstellung
eines an einein Kolben befestigten Druckstempels, Fig. 8 eine Seitenansicht von
F i g. 7--und Fig. 9 eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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In F i g. 1 ist eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt,
d. h. ein Anzahl von Drucksternpeln, die eine Reaktionskammer bilden. Die Druckstempelanordnung
25 ist zur Erleichterung der Beschreibung schematisch dargestellt. Die sich aufeinander-zu
bewegenden Druckstempel26 und 27 bilden mit ihren Stirnflächen 28 die Oberseite
und Unterseite der Reaktionskammer. Um diese aufeinander zu beweglichen senkrechten
Druckstempel 26 und 27 sind in einer waagerechten Richtung bewegliche Druckstempel
29, 30, 31 und 32 angeordnet.
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Die seitlichen Druckstempel sind gegeneinander um 900. versetzt-ünd
liegen in einer Ebene senkrecht und koaxial zur senkrechten Achse der Druckstempel
26 und 27. Die Ausdrücke »senkrecht« und »waagerecht« oder »seitlich« werden hier
im Sinne der rechtwinkligen Anordnung der beiden Druckstempelsätze verwendet. Die
ganze Anordnung kann natürlich auch gegenüber der wahren Senkrechten geneigt sein.
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Die Stirnflächen 33 der seitlichen Druckstempel 29, 30, 31 und 32
bilden also die Seitenwände der Reaktionskammer. Werden also alle Druckstempel auf
einen gemeinsamen Punkt zu bewegt, so wird durch die Stirnflächen der Druckstempel
eine Reaktionskammer gebildet. Die Endteile aller Druckstempel sind trapezförmig
ausgebildet und passen genau zusammen, d. h., alle nach innen zulaufenden Flächen
verlaufen parallel und fluchtgerecht zu den gegenüberliegenden Flächen der anliegenden
Druckstempel, so daß eine geschlossene Kammer entsteht. Die Reaktionskammer kann
die Form eines Kubus, eines rechtwinkligen Parallelepipeds oder irgendeine von den
Stirnflächen der Druckstempel gebildete andere Form haben.
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Normalerweise sind die senkrechten Druckstempel 26 und 27 die aufeinander
zu beweglichen Stempel einer Presse. Als Beispiel ist in F i g. 2 eine Vorrichtung
gezeigt, die eine Presse 34 bekannter Bauart enthält. Der Druckstempel 26 kann hydraulisch
auf den Druckstempel 27 zu bewegt werden. Die seitlichen Druckstempel 29, 30, 31
und 32 sind innerhalb eines Ringes 25 konzentrisch zu den senkrechten Druckstempeln
26 und 27 in einer waagerechten Ebene angeordnet.
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Der in F i g. 3 dargestellte Ring 35 ist ein geschmiedeter Stahlring36,
der beispielsweise einen Durchmesser von 63,5 cm und eine Höhe von 38 cm hat.
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Auf der Innenfläche dieses Ringes sind hydraulische Zylinder 37 angeordnet,
die durch geeignete hydraulische Leitungen39 miteinander verbunden sind, so daß
der Flüssigkeitsdruck innerhalb der Zylinder gleich ist. Zur Steuerung des Druckes
und der Bewegung eines oder mehrerer Druckstempel können bekannte Steuerelemente
eingebaut werden. In jedem Zylinder 37 befindet sich ein Kolben 38. Die Druckstempel
29, 30, 31 und 32 sind hier getrennte Bau-
teile, die in geeigneter, Weise an den
Kolbens3%8 befestigt sind. Werden vier seitliche Kolben verwendet, so verjüngt sich
jeder Druckstempel zu einem trapezförmigen Ende, wobei die Verjüngung unter einem
Winkel von 450 erfolgt. -Der Verjüngungswinkel nimmt natürlich einen anderen Wert
an, falls mehr oder weniger Kolben verwendet werden oder zwischen-den Druckstempeln
Dichtungen angeordnet werden sollen oder die Form der senkrechten Druckstempel geändert
wird, beispielsweise, falls die Seitenflächen der senkrechten Druckstempel 26 und
27 konisch ausgebildet sind. Der Ring 35 ist in der in F i g. 2 gezeigten Weise
in der Presse angeordnet, so daß bei Anwendung eines hydraulischen Druckes alle
Druckstempel sich auf einen gemeinsamen Mittelpunkt zu bewegen und dadurch von den
Stirnflächen der Druckstempel eine Reaktionskammer gebildet wird.
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Auf einen Körper, dessen Abmessungen genau so groß oder kleiner sind
als diejenige der geschlossenen Reaktionskammer, wird natürlich kein Druck ausgeübt,
wenn sich die Druckstempel. auf einen gemeinsamen Mittelpunkt zu bewegen. Ist der
Körper viel größer als die Reaktionskammer, so wird beim Zusammendrücken ein Teil
davon zwischen den Druckstempeln herausgepreßt. Es wird daher eine Dichtung mit
besonderer Kompressibilität verwendet. Eine Dichtung muß viele wichtige Funktionen
erfüllen. Sie muß den Inhalt der Kammer abdichten, eine ziemlich große Bewegung
des Druckstempels in bezug auf die Reaktionskammer ermöglichen, bei Verwendung von
Widerstandsheizung benachbarte Druckstempel abisolieren und eine richtige Abstützung
für die Druckstempel bilden. Die Dichtung muß in allen Betriebslagen funktionieren,
d. h. beim Belasten, beim Aufrechterhalten des Druckes, beim Erwärmen und beim Entlasten.
Zu den Stoffen mit diesen allgemeinen Eigenschaften gehören bestimmte keramische
Stoffe (Oxyde) oder Steine, beispielsweise Wunderstein oder Pyrophyllit und auch
Pfeifenstein oder Catlinit. Jede Dichtung muß an den Oberflächen der Druckstempel
festhaften und weiterhin auch noch ohne Verlust der Schubfestigkeit große plastische,
durch Schubkräfte bewirkte Verformungen aushalten. Die Schubfestigkeit des Materials
sollte so groß sein, daß zwar in keiner Betriebsphase ein Bruch auftritt, jedoch
eine Bewegung der Druckstempel noch möglich ist.
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Geeignete Dichtungen sind so an jedem Druckstempel angebracht, daß
sie auf den spitz zulaufenden Flächen der benachbarten Druckstempel aufliegen.
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Diese Dichtungen bilden eine seitliche Abstützung für die Druckstempel,
wodurch diese außerordentlich hohe Kräfte aushalten können. Mit einer vollkommen
seitlichen Abstützung kann theoretisch ein Druckstempel der beschriebenen Art jeden
Druck aushalten.
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Bei der vorliegenden Erfindung werden die Dichtungen am meisten in
der Nähe der Reaktionskammer und am wenigstens im äußeren Teil beansprucht.
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Jeder Druckstempel wird über eine Dichtung durch die benachbarten
Druckstempel abgestützt, so daß die ganze Anordnung sich gegenseitig abstützt und
bedeutend höhere Drücke als 100 000 Atm erzeugt und aufrechterhalten werden können.
Ein weiterer Vorteil einer derartigen Presse besteht darin, daß Werkstoffe verwendet
werden können, deren Härte geringer ist, als diejenige von gesintertem Wolframcarbid.
Beispielsweise wurden bei Verwendung von Stahlstempeln Drücke von über 75 000 Atm
erzielt. Dieser
Stahl würde in einer herkömmlichen Anordnung bei
30 bis 50 000 Atm zu Bruch gehen.- -Die Druckstempel und die dazugehörigen Teile
können also bei -der vorliegenden Anordnung kleiner gemacht werden.
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.Weiterhin-wird das Bruchrisiko vermindert, und die Zugspannungen
werden auf einem niedrigen Wert gehalten.
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Die in dieser Presse verwendeten Dichtungen- sind entsprechend der
Stirnfläche der Druckstempel geformt. Werden sechs Druckstempel verwendet und sind
die Druckstempel trapezförmig, dann haben die Dichtungen die in F i g. 4 gezeigte
Form.
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Die in F i g. 4 gezeigte Dichtung 40 wird bei den seitlichen Druckstempeln
29, 30, 31 und 32 und die Dichtung 41 bei -den senkrechten Druckstempeln 26 nd 27
verwendet. Die Dichtung 40 bzw. 41 ist zwischen zwei benachbarten Druckstempeln
angeordnet und in geeigneter Weise daran befestigt. Die Kanten 42 jeder Dichtung
sind entsprechend dem Winkel des Druckstempels ausgebildet. Weiterhin besitzt jede
Kante 42 zwei unter einem Winkel von 1200 zusammenstoßende Abschrägungen 43 und
44. Infolge dieser Abschrägungen bilden die aneinanderstoßenden Dichtungen glatte
Kanten 45, und es entsteht dadurch eine abgeschlossene Reaktionskammer. In Fig.
5 ist die zusammengebaute Anordnung näher erläutert.
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F i g. 5 ist eine vergrößerte Ansicht des Mittelteils von F i g.
3. Aus der Lage der Abschrägungen 43 und 44 und der Abschlußkante 46 ergibt sich,
daß alle Dichtungen zusammenhängen und eine abgeschlossene Reaktionskammer 47 gebildet
wird. Alle Dichtungen haben eine ähnliche Form, jedoch sind die oben- und untenliegenden
Dichtungen 41 kürzer als die seitlichen Dichtungen 40 (F i g. 4). Es ist ersichtlich,
daß zwischen allen Druckstempeln Dichtungen vorhanden sind, so daß diese durch Zusammendrücken
aufeinander zu bewegt werden können. Bei der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung
ist zur Erzeugung eines bestimmten Druckes eine geringere Druckstempelbewegung als
bei einer herkömmlichen Vorrichtung erforderlich, da das Volumen der Reaktionskammer
gleichzeitig von allen Seiten her verringert wird, während bei den üblichen Vorrichtungen
das Volumen nur von einer oder zwei Seiten her verringert wird. Dies ist besonders
bei der Erzeugung von sehr hohen Drücken vorteilhaft, wobei Schwierigkeiten bei
den Dichtungen in bezug auf die Bewegung der Druckstempel und die Abdichtung entstehen.
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Es wurde bereits früher erwähnt, daß die Dichtungen eine seitliche
Abstützung der Druckstempel bilden und eine Bewegung der Druckstempel durch Zusammendrücken
ermöglichen. Dieses Zusammen drücken liefert eine seitliche Abstützung, die von
einem in der Nähe der Reaktionskammer liegenden Höchstwert asymptotisch auf einen
am äußeren Ende liegenden Mindestwert abnimmt. Diese seitliche Abstützung kann durch
sich verjüngende oder andersartig geformte Dichtungen und/oder durch Änderung der
Verjüngung oder der Form der Druckstempel geändert werden. Auf diese Weise können
bestimmte Teile der Dichtung vor oder nach anderen Teilen zusammengedrückt werden.
Derartige Änderungen können auch als abgestufte Abdichtung beim Belasten und zur
Konzentration von seitlichen Abstützungskräften verwendet werden. Zur Erhöhung der
geringen zeitlichen Abstützung an den äußeren Teilen der Dichtung und zur Erleichterung
des Zusammenbaus
kann, falls es erwünscht ist, ein elastischer Bauteil 48 aus Gummi
oder einem sonstigen elastischen Material verwendet werden (F i 5). Der Bauteil
48 kann zunächst an die Dichtung und dann an einen Druckstempel gekittet werden,
wodurch der Zusammenbau der gesamten Dichtungsanordnung erleichtert wird.
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Gleichzeitig verhindert dieser Bauteil 48 ein Zerbröckeln des äußeren
Randes der Dichtung, hält die Dichtung in der richtigen Lage und erweitert und regelt
die seitliche Abstützung.
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- In der F i g. 6 ist ein für die beschriebene Vorrichtung geeignetes
Reaktionsgefäß gezeigt. Das Reaktionsgefäß 50 wird von einem im wesentlichen rechteckigen
Parallelepiped gebildet, der aus demselben Material wie die Dichtungen besteht und
dessen Wände 51 dünne rechteckige Flächen sind, die gegenüber den durch die Druckstempel
und Dichtungen gebildeten Flächen 52 angeordnet sind. In der Mitte des Reaktionsgefäßes
50 ist eine Probe 53 angeordnet, die hohen Drücken und Temperaturen unterworfen
werden soll. Beispielsweise kann im Reaktionsgefäß 50 eine Öffnung 54 vorhanden
sein, in die die Probe 53 eingeführt wird und die- anschließend, falls erforderlich,
durch gutsitzende Stöpsel 55 verschlossen wird. Das Reaktionsgefäß 50 kann einmal
durch Widerstandsheizung erwärmt werden, wobei elektrischer Strom von einem Druckstempel
über das Reaktionsgefäß zu einem anderen Druckstempel geleitet wird. Die Probe 53
im Reaktionsgefäß 50 kann elektrisch leitend sein, elektrisch leitend gemacht werden,
oder es können auch andere geeignete Heizelemente im Gefäß verwendet werden.
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Der in F i g. 2 gezeigte elektrische Anschluß 56 ist mit einer geeigneten
Stromquelle (nicht gezeigt) verbunden, so daß durch den senkrechten Druckstempel
27 über den Stöpsel 55 (F i g. 6) der Probe, dem Heizelement usw. im Reaktionsgefäß
50 Strom zugeleitet werden kann. In dem gezeigten Beispiel ist die Probe elektrisch
leitend, und es werden auch elektrisch leitende Stöpsel 55 verwendet. Vom Reaktionsgefäß
aus fließt der Strom weiter durch den unteren Stöpsel 55 (nicht gezeigt), durch
den Druckstempel 26 und über einen weiteren elektrischen Anschluß 57 (F i g. 2)
zurück zur Stromquelle. Hat man als Stromweg den Stromweg durch die beiden senkrechten
Stempel gewählt, so scheiden natürlich für den elektrischen Stromkreis die verbleibenden
Druckstempel aus, da diese ja durch die vorher beschriebenen Dichtungen gegeneinander
abisoliert sind. Weiterhin ist jeder Druckstempel auch gegenüber dem Ring 36 (F
i g. 3) durch eine Isolationsschicht 58 zwischen Stempel und Ring abisoliert, so
daß natürlich auch zwei gegenüberliegende seitliche Druckstempel verwendet werden
können. Die senkrechten Druckstempel sind bei 59 gegenüber der Presse abisoliert.
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Zur Erzeugung von hohen Drücken ist es nicht erforderlich, daß sich
alle Druckstempel wirklich bewegen. In der mit einem Gürtel versehenen Vorrichtung
wird das Ergebnis, daß sich beide Druckstempel bewegen, dadurch erreicht, daß sich
nur wirklich ein Druckstempel bewegt, während sich der andere nur relativ zur Matrize
bewegt. Beispielsweise kann dies bei der vorliegenden Erfindung dadurch erreicht
werden, daß ein senkrechter Druckstempel, beispielsweise der Druckstempel26 (Fig.
1), bewegt wird, während dadurch sich der andere Druckstempel relativ zu den waagerecht
liegenden Druckstempeln bewegt. In derselben Weise brauchen sich auch nur zwei
waagerecht
liegende Druckstempel zu bewegen. Bewegung bedeutet, daß ein Druckstempel sich entlang
seiner Achse auf - die Reaktionskammer zu bewegt.
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Verschiebung bedeutet, daß sich ein Druckstempel senkrecht zu seiner
Achse bewegt. Falls sich beispielsweise bei F i g. 3 nur die Druckstempel 29 und
30 bewegen (neben dem senkrechten Druckstempel 26) und alle seitlichen Druckstempel
sich gegenemander-verschieben, wird dadurch dieselbe Wirkung erzielt, als wenn sich
alle Druckstempel bewegen würden. Es muß daher dafür gesorgt werden, daß sich die
seitlichen Druckstempel gegeneinander verschieben können. Dies ist mehr in F i g.
7 erläutert.
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In F i g. 7 ist als Beispiel der Druckstempel 31 gezeigt, an Hand
dessen der Aufbau der Druckstempel erläutert wird. Der Druckstempel 31 hat einen
Kolbein 38 (Fig.3), der mit einem sich verjüngenden Klotz 60 versehen ist, welcher
einen Teil des Kolbens bildet oder an diesem in geeigneter Weise befestigt ist.
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Der Druckstempel 31 ist auf irgendeine bekannte Weise am Klotz 60
befestigt. Bei der in Fig. 7 gezeigten Konstruktion sind auf den Klotz 60 Flansche
62 und 63 aufgeschraubt, die ein Quadrat oder Viereck bilden und die Rückseite des
Druckstempels 31 aufnehmen. Die Innenflächen 64 (Fig.8) der Flansche 62 und 63 sind
entsprechend der Außenseiten65 des Druckstempels 31 abgeschrägt. Durch das Zusammenwirken
der abgeschrägten Innenflächen der Flansche 62 und 63 und der entsprechend abgeschrägten
Außenseiten 65 des Druckstempels 31 wird dieser festgehalten. Werden die Seitenflansche
63 entfernt, so verbleibt der Druckstempel 31 zwar immer noch am Klotz 60, er kann
sich aber seitwärts innerhalb der verbleibenden Flansche 62 verschieben.
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Aus F ig. 8 ist ersichtlich, daß durch diese Flansche 6i der Drackstempel
31 in bezug auf den Klotz 60 in waagerechter Richtung verschiebbar ist. Zur Erzielung
von hohen Drücken brauchen daher nur zwei seitliche Druckstempel bewegt zu werden,
während alle verbleibenden seitlichen Druckstempel sich innerhalb der Flansche verschieben.
Dieses Prinzip wird nun im folgenden näher erläutert: Befindet sich die Anordnung
nach Fig. 3 in der Presse nach F i g. 2 und wird der Druckstempel 26 senkrecht nach
oben bewegt, so, werden zunächst die Dichtungen zwischen dem Druckstempel 26 und
allen seitlichen Druckstempeln zusammengepreßt. Gleichzeitig damit wird die alle
seitlichen Druckstempel umfassende Anordnun 35 nach oben bewegt und gegen den oberen
senkrechten Druckstempel 27 gepreßt, so daß die Dichtungen zwischen dem oberen senkrechten
Druckstempel 27 und allen seitlichen Druckstempeln zusammengedrückt werden.
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Wie aus F i g. 3 ersichtlich ist, hat eine Bewegung der Druckstempel
30 und 31 in der seitlichen Druckstempelanordnung ein Zusammenpressen der zwischen
diesen Druckstempeln, der zwischen den Druckstempeln 29 und 30 und der zwischen
den Druckstempeln 31 und 32 liegenden Dichtungen zur Folge. Durch Verschieben der
Druckstempel 30 und 31 wird der Druck in den Dichtungen zwischen diesen Druckstempeln
und zwischen diesen und den benachbarten Druckstempeln verteilt. Die Bewegung der
Druckstempel 30 und 31 hat auch zur Folge, daß die Druckstempel 29 und 32 so weit
in den an Hand von Fig.6 beschriebenen Richtungen verschoben werden, bis die Dichtungen
zwischen den Druckstempeln i9 und 30 zusammengepreßt werden. Auf diese Weise
werden
also alle Dichtungen zusammengepreßt, so daß die Reaktionskammer wirkungsvoll abgedichtet
wird und daher hohe Drücke erzeugt werden können.
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Es brauchen nicht alle Druckstempel verschiebbar angeordnet sein,
falls die Ringanordnung in senkrechter und horizontaler Richtung frei beweglich
ist.
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So brauchen in diesem Fall beispielsweise die sich bewegenden Druckstempel
nicht verschiebbar sein.
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In manchen Fällen brauchen keine Dichtungen zwischen den Druckstempeln
verwendet werden. Das Reaktionsgefäß kann eine bestimmte Dicke haben, oder es kann
aus verschiedenen Metallen, einschließlich weichen Metallen, bestehen. Bei Bewegung
der Druckstempel wird das Material des Reaktionsgefäßes zwischen die Druckstempel
gepreßt, so daß dadurch eine Dichtung entsteht. In F i g. 9 ist dieser Fall dargestellt,
in der nebeneinander angeordnete Druckstempel 66 gezeigt sind, die mit ihren gekrümmten
Stirnflächen 67 an einem Reaktionsgefäß anliegen. Die Stirnflächen 67 können verschieden
ausgebildet sein, sie können beispielsweise eben sein.
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Dies gilt auch für die senkrechten Druckstempel.
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Die vorliegende Vorrichtung kann in bezug auf die Drücke und Temperaturen
nach einem bekannten Verfahren geeicht werden. Dieses Verfahren beruht darauf, daß
sich der elektrische Widerstand von bestimmten Metallen bei bestimmten Drücken merklich
ändert. Beispielsweise treten diese Widerstandsänderungen bei Wismut bei 24800 Atm,
bei Thallium bei 43 500 Atm, bei Caesium bei 53 500 Atm, bei Barium bei 77500 Atm
auf. Alle diese Phasenänderungen wurden in der vorliegenden Vorrichtung durchgeführt,
und es wurde eine Kurve aufgestellt, welche die Abhängigkeit des Druckes von der
Belastung der Presse zeigt.
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Die Temperaturen in der vorliegenden Apparatur wurden durch Thermoelemente
gemessen, die innerhalb des Reaktionsgefäßes angeordnet wurden und deren Zuleitungen
durch sorgfältig in das Reaktionsgefäß und in die Dichtungen eingearbeitete Bohrungen
nach außen geführt wurden. Beispielsweise wurden Eisen-Konstantan-, Chromel-Alumel-
und Platin-Platinrhodium-Thermoelemente verwendet. Mit Hilfe der vorliegenden Erfindung
ist es möglich, Drücke von mehr als 150 000 Atm zu erzeugen und längere Zeit gleichzeitig
mit hohen Temperaturen aufrechtzuerhalten. Die seitliche Abstützung wird durch eine
zusammendrückbare Dichtung erzielt, welche nicht nur abdichtet, sondern zugleich
auch noch eine Bewegung eines Druckstempels ermöglicht und als druckübertragendes
Glied zwischen den Druckstempeln dient. Die zwischen den sich verjüngenden Druckstempeln
angeordneten Dichtungen haben zur Folge, daß jeder Druckstempel den anderen abstützt
und dadurch alle Druckstempel sich gegeneinander abstützen, so daß es theoretisch
möglich ist, unbegrenzt hohe Drücke zu erzeugen. Die Erfindung wurde zwar nur an
Hand einer Ausführungsform beschrieben, bei der sich zwei senkrecht angeordnete
Druckstempel aufeinander zu usld seitlich angeordnete Druckstempel auf einen gemeinsamen
Punkt zu bewegen, jedoch sind noch viele andere Ausführungsformen möglich.
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Es können zwei bis beliebig viele, beispielsweise sechs, seitliche
Druckstempel vorhanden sein. Bei der vorliegenden Ausführungsform wurden auch nur
Druckstempel beschrieben, die in zueinander senkrechten Ebenen beweglich angeordnet
sind. Es können natürlich auch wesentlich mehr Ebenen verwendet
werden.
Der äußerste Fall würde beispielsweise eine Metallkugel sein, die aus vielen Teilen
zusammengesetzt ist, welche sich auf den Mittelpunkt zu bewegen können und in der
Mitte der Kugel eine Reaktionskammer bilden. Zur Ausübung eines Druckes auf die
einzelnen Teile der Kugel kann irgendeine geeignete Umhüllung verwendet werden.