DE905847C

DE905847C - Process and device for changing material properties or manufacturing highly expandable materials

Info

Publication number: DE905847C
Application number: DEN1126D
Authority: DE
Inventors: Karl Nowak
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1943-03-16
Filing date: 1943-03-16
Publication date: 1954-03-08

Description

Verfahren und Einrichtung zur Anderung von Stoffeigenschaften oder Herstellung von stark expansionsfähigen Stoffen Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Änderung voll Stoffeigenschaften oder Herstellung von stark expansionsfähigen Stoffen (bzw. Sprengstoffen) und besteht darin, daß der zu verändernde Stoff bei Tiefkühlung, zweckmäßig möglichst nahe dem absoluten Nullpunkt (im Zustand der Supraleitfähigkeit), unter Druck gesetzt wird oder ist.Process and device for changing material properties or Manufacture of highly expandable materials The invention relates to a method and a facility for changing full fabric properties or making strong expandable substances (or explosives) and consists in the fact that the to be changed Substance when frozen, expediently as close as possible to absolute zero (in the superconductivity), is or is pressurized.

Es baut sich er'viesen, daß durch die gleichzeitige Unterkühlung und D ruckhebandlung eines Stoffes dessen Atomstruktur geändert werden kann. It is shown that through the simultaneous hypothermia and pressure treatment of a substance whose atomic structure can be changed.

Die Erfindung basiert auf der Überlegung, daß es möglich sein muß, durch Ausübung eines äußeren Druckes bei tiefen Temperaturen die Eigenschaft eines Stoffes zu ändern, und zwar insbesondere in folgenden Richtungen: 1. Bei der folgenden Erwärmung des bei Tiefkühlung komprimierten Stoffes bilden sich entsprechende Atornabstände aus, die aber nicht der vorherigen Atomanordnung (Gitter) entsprechen müssen. Insbesondere ist es auf diese Weise möglich, verschiedenartige Stoffe miteinander durch Verkettung ihrer Kristallgitter auf besondere Art zu legieren. The invention is based on the consideration that it must be possible by exerting an external pressure at low temperatures the property of a To change the substance, in particular in the following directions: 1. In the following When the material is compressed when it is frozen, corresponding distances between the atoms are formed which, however, do not have to correspond to the previous atomic arrangement (lattice). In particular In this way it is possible to combine different types of substances with one another by chaining to alloy their crystal lattices in a special way.

2. Bleibt der Stoff auf sein Kompressions volumen beschränkt, so wird er bei der folgenden Erwärtnung einen besonderen Expansionsdruck ausüblen, stärkste Ausstoß- oder Expansionswirkung Y,eigen. 2. If the material is limited to its compression volume, so he will exert a special expansion pressure during the following war, strongest ejection or expansion effect Y, intrinsic.

Dler Erfindungrsgegenstand wird an Hand der Zeichnung noch weiter erläutert. The subject of the invention will be further developed with reference to the drawing explained.

Es Zeigt die Darstellung ein Gefäß 1, in welches der zu beeinflussende Stoff 2 durch eine obere Öffnung eingebracht wird, die dann mittels eines Verschlusses 3 hochvakuumdicht verschlossen werden kann. Das Gefäß I wird von einem zweiten Gefäß 4 umgeben, das mit einem Wärmeis,olationsmantel 5 versehen ist und in welches ein Kühlmittel, z. B. It shows the representation of a vessel 1, in which the to be influenced Fabric 2 is introduced through an upper opening, which is then closed by means of a closure 3 can be closed in a high vacuum tight manner. The vessel I is from a second vessel 4th surrounded, which is provided with a Wärmeis, olationsmantel 5 and in which a coolant, e.g. B.

Flüssiger Stickstoff, Wasserstoff oder Helium, ge füllt werden kann. Im Gefäß 1 ist ferner ein beweg licher Kolben 6 angeordnet, mittels dessen z. B. über die Druckstange 7 eine Kompressionskraft P auf den Füllstoff 2 zur Wirkung gebracht werden kann; die Stange 7 ist etwa mittels Kautschukpfropfen 8 hochvakuumdicht geführt (evtl. mit t2uleclisilberdichtung od. dgl.).Liquid nitrogen, hydrogen or helium, can be filled. In the vessel 1, a movable Licher piston 6 is also arranged, by means of which z. B. A compression force P is exerted on the filler 2 via the push rod 7 to act can be brought; the rod 7 is highly vacuum-tight, for example by means of rubber plugs 8 out (possibly with t2uleclisilverdichtung or similar).

Zur zweckmäßigen Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zunächst das Gefäß 1 mit leingefülltem Reaktionsstoff 2 bei vakuumdichtem Verschluß und hochgezogenem Kolben 6 liter eine Saugleitung 9 mittels Hochvakuumanlage leergepumpt. Für die Herstellung der richtigen Betriebstemperaturen wird zunächst beim Verschluß 10 das Kühlmittel, etwa flüssiger Stickstoff, flüssiger Wasserstoff oder flüssiges Helium, eingefüllt und vorerst der am Stopfen vorgesehene Vakuumhalm noch offen gelassen, damit der entstehende Kühl mittel dampf austreten kann. Dann wird übler die Leitung 1 1 eval;uiert (der Halm von IO dabei natürlich geschlossen). Der Evakuierungsgrad kann nach dem Manometer 12 gewählt werden. Im Stoff 2 entsteht dabei die entsprechende Temperatur und damit die Voraussetzung für die lerfindungsgemäße irkung. Für die Evakuierung des Gefäßes 4 ist vorteilhaft eine zweistufige rotierende Ölpumpe zu verwenden, für das Gefäß I wird zweckmäßig einer solchen ein- oder zweistufigen Pumpe noch eine zwlei- bis dreistufige Quecksilberdiffusionspumpe vorgeschaltet. Im Gefäß 1 sind ferner vorteilhaft noch Elektroden 13, 14 für die Untersuchung der Leitfähigkeit des Stoffes 2 vorgesehen, denn besondlers zweckmäßig erscheint es, wenn die erfindungsgemäße Kompression erst nach Eintritt einer Supraleitfähigkeit erfolgt. Nach Eintritt richtiger Arbeitstemperatur wird der Stoff 2 mittels des Kolbens 6 komprimiert (etwa bis Supraleitfähigkeit zwischen I3, 14 wieder verschwindet, oder für bestimmte Zwecke noch vorteilhafter bis nahe an die Grenze vor deren Verschwinden). Interessant erscheint, dabbrei einer solchen Kontpresston bei richtiger Gestaltung keine Wärme entsteht (wenngleich natürlich beim Verfahren solche entstehen kann). For the expedient implementation of the method according to the invention first of all the vessel 1 with the reaction substance 2 filled with linen with a vacuum-tight seal and with the 6 liter flask pulled up, a suction line 9 is pumped empty by means of a high vacuum system. For the production of the correct operating temperatures, the first step is the closure 10 the coolant, such as liquid nitrogen, liquid hydrogen or liquid Helium, filled in and initially the vacuum straw provided on the stopper is still open left so that the resulting coolant vapor can escape. Then it gets worse the line 1 1 eval; uiert (the stalk of IO naturally closed). The degree of evacuation can be selected according to the pressure gauge 12. The corresponding is created in substance 2 Temperature and thus the prerequisite for the effect according to the invention. For the Evacuation of the vessel 4 is advantageous to a two-stage rotating oil pump use, for the vessel I is expedient such a one- or two-stage A two- to three-stage mercury diffusion pump is connected upstream. In the vessel 1, electrodes 13, 14 are also advantageous for examining the Conductivity of the substance 2 provided, because it seems particularly expedient to when the compression according to the invention only occurs after superconductivity has occurred he follows. After entering the correct working temperature, the substance 2 is by means of the Piston 6 compressed (approximately until superconductivity between I3, 14 disappears again, or for certain purposes even more advantageous to close to the limit before their disappearance). It seems interesting that such a contrast tone can be found with the right design no heat is generated (although this can of course be generated during the process).

Verfahren und Einrichtung nach der Erfindung sind natürlich danach auszurichten, welcher Zweck angestrebt wird. The method and device according to the invention are of course accordingly align which purpose is sought.

Zunächst ist es vor allem möglich, Stoffe miteinander atomar zu legieren, d. h. also dieselben gegenseitig im Kristallgitter zu verankern. Zu diesem Zweck wird ein Gemenge dieser Stoffe in das Gefäß 1 eingefüllt werden, etwa bereits eine Schmelzlegierung oder aber z. B. ein entsprechendes Gemisch feinster Pulver usw. Es können auf diesem Wege auch Stoffe stark unterschiedlicher Schmelz-und Abdampftemperatur legiert werden. In allen diesen Fällen wird der Kolben 6 nach Erreichung der beabsichtigten Kompression und vor Eintritt der Wiedererwärmung natürlich wieder gehoben. First of all, it is possible to alloy substances with one another atomically, d. H. so to anchor the same mutually in the crystal lattice. To this end a mixture of these substances will be poured into the vessel 1, for example already one Fusible alloy or z. B. a corresponding mixture of the finest powder, etc. In this way, substances with very different melting and evaporation temperatures can also be used be alloyed. In all these cases, the piston 6 is after reaching the intended Compression and, of course, lifted again before rewarming occurs.

Es kann gegebenenfalls vorteilhaft sein, die atomare Gestaltung des Reaktionsstoffes durch eine Erschütterung desselben mittels Ton- oder Über hörfrequenzen (Ultraschall) zu beeinflussen (etwa über den Kolben 6). It may be advantageous to change the atomic design of the Reaction substance by a vibration of the same by means of sound or over-hearing frequencies (Ultrasound) to influence (about the piston 6).

Für die Herstellung von stark expansionsfähigen Sprengstoffen kann es zweckmäßig sein, die Wirkung üblicher chemischer Expansionsstoffe durch Sup erkampression zu vervieliachen. Can be used for the production of highly expandable explosives it may be expedient to suppress the effect of conventional chemical expansion substances by suppression to multiply.

Der tiefgekühlte Expansionsstoff kann auch für einen Raketenantrieb verwendet werden, wobei die Allsstoßgeschwindigkeit mittels der Temperatur des Kühlmittels geregelt werden kann. The frozen expansion material can also be used for rocket propulsion can be used, where the impact velocity by means of the temperature of the coolant can be regulated.

Was nun die -Wahl der Aufbau- und Betriebsstoffe betrifft, so ist diese zwar von Fall zu Fall zu prüf,en, grundsätzlich erscheint aber als Regel annehmbar, daß für die Herstellung des Gefäßes I ein Stoff niedrigerer Ordnungszahl des Periodischen Systems verwendet werden soll gegenüber dem Stoff des Betriebsguts 2 (höhere Ordnungszahl). Noch besser ist jedoch die zweite Regel, daß das Material des Betriebsgefäßes bei wesentlich tieferer Temperatur supraleitend werden soll als das Betriebsgut. As for the choice of construction and operating materials, so is This should be checked on a case-by-case basis, but generally appears to be acceptable as a rule, that for the production of the vessel I a substance with a lower atomic number of the periodic System should be used compared to the substance of the operating good 2 (higher atomic number). Even better, however, is the second rule that the material of the operating vessel should be used should become superconducting at a much lower temperature than the operating goods.

Während es z. B. für das Schmelzen in einem Tiegel erforderlich ist, daß das Schmelzgut einen tieferen Schmelzpunkt hat als der Tiegel, bestehen hier gewissermaßen umgekehrte Verhältnisse, d. h. der Stoff mit tieferem Schmelzpunkt ist in der Regel in der Nähe des absoluten Nullpunktes mechanisch widerstandsfähiger. Die gleichzeitige Berücksichtigung dieser drei Gesichtspunkte gestattet jeden falls die weitgehende Beherrschung der Gestaltungsfragen.While it z. B. is required for melting in a crucible, that the melting material has a lower melting point than the crucible, exist here to a certain extent the opposite of the situation, d. H. the substance with a lower melting point is usually more mechanically resistant in the vicinity of the absolute zero point. The simultaneous consideration of these three aspects allows in any case the extensive mastery of design issues.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Process for changing substance properties or production of expansion substances, characterized in that the to be changed Substance in the solid state of aggregation when frozen, expediently as close as possible to the absolute Zero point, is pressurized.

2. Verfaliren according to claim I, characterized in that the compression in the state of superconductivity or at the same corresponding temperature is made.

3. The method according to claim I and / or 2, characterized in that that various substances are used, the most intensive connection of which is sought will.

4. The method according to claims I to 3 or one of the same, in particular for changing material properties, characterized in that compression takes place until the given superconductivity disappears again or is close to it done up to that point.

5. The method according to claims I to 4, characterized in that that as a reaction substance (2) for the physical expansion usual chemical expansion substances can be used.

6. The method according to claims I to 5, characterized in that that to manufacture of a rocket engine it is the expansion of the reaction substance is regulated by means of the temperature of the coolant.

7. Device for performing the method according to the claims I to 6, characterized in that for the production of a reaction vessel (1) a substance with a lower atomic number in the periodic table is used the substance of the operating goods (higher atomic number).

8. Device for performing the method according to the claims I to 6, characterized in that the material of an operating vessel (I) is in becomes superconducting at a much lower temperature than the operating material (2).

9. Device for performing the method according to the claims I to 6, characterized in that the selected material of an operating vessel has a lower melting point than the operating goods (2).