RU185200U1 - Device for producing products from composite powders - Google Patents

Device for producing products from composite powders Download PDF

Info

Publication number
RU185200U1
RU185200U1 RU2017143854U RU2017143854U RU185200U1 RU 185200 U1 RU185200 U1 RU 185200U1 RU 2017143854 U RU2017143854 U RU 2017143854U RU 2017143854 U RU2017143854 U RU 2017143854U RU 185200 U1 RU185200 U1 RU 185200U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sintering
punch
refractory
channel
integrating cavity
Prior art date
Application number
RU2017143854U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Пинарготе Нестор Вашингтон Солис
Михаил Владиславович Журавлев
Иосиф Сергеевич Гершман
Павел Юрьевич Перетягин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВО "МГТУ "СТАНКИН")
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВО "МГТУ "СТАНКИН") filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВО "МГТУ "СТАНКИН")
Priority to RU2017143854U priority Critical patent/RU185200U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU185200U1 publication Critical patent/RU185200U1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/12Both compacting and sintering
    • B22F3/14Both compacting and sintering simultaneously

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к области высокотемпературного спекания различных порошковых материалов и порошкообразных композиций, в частности, к устройствам для получения изделий из композиционных порошков горячим прессованием или искровым плазменным спеканием. Устройство для получения изделий из композиционных порошков содержит выполненную из огнеупорного графитового материала матрицу и установленные внутри нее с образованием зоны спекания и возможностью встречного перемещения оппозитно расположенные графитовые пуансоны. Один пуансон снабжен цилиндрическим каналом, предназначенным для взаимодействия входящего в устройство средства регистрации излучения и измерения температуры с дном канала, выполненным в виде установленной в ответном пазе пуансона тугоплавкой и проницаемой для инфракрасного, видимого и ультрафиолетового диапазонов электромагнитных волн в тепловых пределах режимов спекания вставки с плоскопараллельными торцевыми поверхностями. Устройство снабжено оболочкой, образующей внутреннюю интегрирующую полость с входом и выходом, и двумя оптическими волноводами, один из которых оптически соединяет дно канала с входом интегрирующей полости, а другой оптический волновод оптически соединяет выход интегрирующей полости с упомянутым средством регистрации излучения и измерения температуры. Устройство позволяет повысить качество получаемых изделий. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Figure 00000001
The utility model relates to the field of high temperature sintering of various powder materials and powder compositions, in particular, to devices for producing products from composite powders by hot pressing or spark plasma sintering. A device for producing products from composite powders contains a matrix made of refractory graphite material and installed inside it with the formation of a sintering zone and the possibility of opposed movement of opposed graphite punches. One punch is equipped with a cylindrical channel designed for the interaction of radiation and temperature measuring means entering the device with the channel bottom, made in the form of a refractory installed in the counter groove of the punch and permeable to the infrared, visible, and ultraviolet ranges of electromagnetic waves in the thermal range of the sintering modes of the insert with plane-parallel end surfaces. The device is equipped with a sheath forming an internal integrating cavity with an input and an output, and two optical waveguides, one of which optically connects the bottom of the channel to the input of the integrating cavity, and the other optical waveguide optically connects the output of the integrating cavity with the said radiation registration and temperature measuring means. The device improves the quality of the products. 4 s.p. f-ly, 2 ill.
Figure 00000001

Description

Полезная модель относится к области высокотемпературного спекания различных порошковых материалов и порошкообразных композиций, в частности, к устройствам для получения изделий из композиционных порошков горячим прессованием или искровым плазменным спеканием.The utility model relates to the field of high temperature sintering of various powder materials and powder compositions, in particular, to devices for producing products from composite powders by hot pressing or spark plasma sintering.

Процесс горячего прессования предназначен для получения изделий из порошков, которые не поддаются формованию или спеканию иными способами. Как известно, горячее прессование производят в закрытых пресс-формах, при высоких температурах и давлении, которые возрастают до заданной величины. В результате данного процесса получаются материалы, обладающие свойствами компактных металлов, плотность которых приближается к теоретической, при этом механические свойства материала повышаются.The hot pressing process is designed to produce products from powders that are not amenable to molding or sintering in other ways. As you know, hot pressing is carried out in closed molds, at high temperatures and pressures, which increase to a predetermined value. As a result of this process, materials are obtained that have the properties of compact metals, the density of which is close to theoretical, while the mechanical properties of the material increase.

Искровое плазменное спекание предназначено для более эффективного получения изделий из порошков за счет экономии энергии и времени по сравнению с горячим прессованием. Суть данного процесса заключается в совместном воздействии на порошковый материал импульсного постоянного тока и механического давления.Spark plasma sintering is designed to more efficiently obtain products from powders by saving energy and time compared to hot pressing. The essence of this process is the combined action of pulsed direct current and mechanical pressure on the powder material.

Как правило, для реализации вышеописанных методов используются устройства для получения изделий из композиционных порошков, содержащие схожие основные элементы, а именно: выполненные из огнеупорного в пределах режимов спекания материала матрицу и установленные внутри матрицы с образованием зоны спекания и возможностью встречного перемещения оппозитно расположенные пуансоны (см., например, RU №115719 U1, опубл. 10.05.2012).As a rule, to implement the above methods, devices are used to obtain products from composite powders containing similar basic elements, namely, a matrix made of a material that is refractory within the sintering regimes of the material and installed inside the matrix with the formation of a sintering zone and the possibility of opposed movement of opposed punches (see ., for example, RU No. 115719 U1, publ. 05/10/2012).

К недостаткам аналога следует отнести низкое качество получаемых изделий, обусловленное невозможностью точно установить оптимальную температуру, градиент распределения температуры и энергию спекания из-за отсутствия контроля/измерения реальной температуры и энергии в зоне спекания и на поверхности (внутри матрицы между пуансонами).The disadvantages of the analogue include the low quality of the products obtained, due to the inability to accurately establish the optimal temperature, the gradient of the temperature distribution and the sintering energy due to the lack of control / measurement of the real temperature and energy in the sintering zone and on the surface (inside the matrix between the punches).

Наиболее близким решением к заявленному - прототипом - является устройство для получения изделий из композиционных порошков, содержащее выполненные из огнеупорного графитового в пределах режимов спекания материала матрицу и установленные внутри матрицы с образованием зоны спекания и возможностью встречного перемещения оппозитно расположенные графитовые пуансоны, один из которых снабжен цилиндрическим каналом, предназначенным для взаимодействия входящего в устройство средства измерения температуры с дном канала, отличающееся тем, что дно канала выполнено в виде установленной в ответном пазе пуансона тугоплавкой и проницаемой для электромагнитных волн в тепловых пределах режимов спекания лейкосапфирной вставки с плоскопараллельными торцевыми поверхностями. (RU №163891, опубл. 25.06.2016).The closest solution to the claimed - the prototype - is a device for producing products from composite powders, containing a matrix made of refractory graphite within the sintering modes of the material and installed inside the matrix with the formation of a sintering zone and the possibility of counter movement of opposed graphite punches, one of which is equipped with a cylindrical a channel intended for the interaction of the temperature measuring means included in the device with the bottom of the channel, characterized in that the channel bottom is made in the form of a refractory installed in the counter groove of the punch and permeable to electromagnetic waves in the thermal limits of the sintering regime of the sapphire insert with plane-parallel end surfaces. (RU No. 163891, publ. 06/25/2016).

К недостаткам прототипа следует отнести недостаточную точность при измерении реальной температуры и отсутствие контроля/измерения энергии излучения в зоне спекания, обусловленные невозможностью получать на входе средства измерения выходящий из зоны спекания концентрированный пучок электромагнитного излучения, который позволяет с минимальными потерями провести точное контроль/измерение температуры и энергии излучения.The disadvantages of the prototype include insufficient accuracy when measuring the actual temperature and the lack of control / measurement of radiation energy in the sintering zone, due to the inability to receive a concentrated beam of electromagnetic radiation coming out of the sintering zone at the input of the measuring device, which allows accurate control / measurement of temperature to be carried out with minimal losses and radiation energy.

Полезная модель направлена на решение задачи наиболее точного контроля/измерения реальной температуры и энергии излучения в зоне спекания.The utility model is aimed at solving the problem of the most accurate control / measurement of real temperature and radiation energy in the sintering zone.

Технический результат - повышение качества получаемых изделий за счет наиболее точного контроля/измерения реальной температуры и энергии излучения в зоне спекания.The technical result is an increase in the quality of the products obtained due to the most accurate control / measurement of the actual temperature and radiation energy in the sintering zone.

Поставленная задача решается, а заявленный технический результат достигается тем, что устройство для получения изделий из композиционных порошков, содержащее выполненные из огнеупорного в пределах режимов спекания композиционных порошков графитового материала матрицу и установленные внутри нее с образованием зоны спекания и возможностью встречного перемещения оппозитно расположенные графитовые пуансоны, один из которых снабжен цилиндрическим каналом, предназначенным для взаимодействия входящего в устройство средства регистрации излучения и измерения температуры с дном канала, выполненным в виде установленной в ответном пазе пуансона тугоплавкой и проницаемой для инфракрасного, видимого и ультрафиолетового диапазонов электромагнитных волн в тепловых пределах режимов спекания вставки с плоскопараллельными торцевыми поверхностями, дополнительно снабжено оболочкой, образующей внутреннюю интегрирующую полость с входом и выходом, и двумя оптическими волноводами, один из которых оптически соединяет дно канала с входом интегрирующей полости, а другой оптический волновод оптически соединяет выход интегрирующей полости с упомянутым средством регистрации излучения и измерения температуры, целесообразно цилиндрический канал пуансона формировать в виде полого волновода с тугоплавкой и полированной металлической стенкой, выполненной с возможностью зеркального отражения электромагнитных волн в инфракрасном диапазоне или в виде полого волновода с тугоплавким и полированными стенками из лейкосапфира, выполненной с возможностью зеркального отражения электромагнитных волн в инфракрасном диапазоне, при этом оболочка может быть выполнена в форме сферы или в форме цилиндра с полусферическими торцами.The problem is solved, and the claimed technical result is achieved by the fact that the device for producing products from composite powders, containing a matrix made of refractory graphite material composite powders within the sintering regimes and installed inside it with the formation of a sintering zone and the possibility of counter movement of opposed graphite punches, one of which is equipped with a cylindrical channel designed for the interaction of the registration means included in the device and radiation and temperature measurements with the bottom of the channel, made in the form of a refractory installed in the counter groove of the punch and permeable to the infrared, visible and ultraviolet ranges of electromagnetic waves in the thermal limits of the sintering modes of the insert with plane-parallel end surfaces, is additionally equipped with a shell forming an internal integrating cavity with an input and output, and two optical waveguides, one of which optically connects the bottom of the channel to the input of the integrating cavity, and the other optically The first waveguide optically connects the output of the integrating cavity with the aforementioned means of detecting radiation and measuring temperature, it is advisable to form a cylindrical channel of the punch in the form of a hollow waveguide with a refractory and polished metal wall, configured to mirror electromagnetic waves in the infrared range or in the form of a hollow waveguide with a refractory and polished walls made of leucosapphire, made with the possibility of mirror reflection of electromagnetic waves in the infrared range zone, while the shell can be made in the form of a sphere or in the form of a cylinder with hemispherical ends.

Полезная модель поясняется следующими изображениями:The utility model is illustrated by the following images:

- Фиг. 1 - принципиальная схема устройства для получения изделий из композиционных порошков;- FIG. 1 is a schematic diagram of a device for producing products from composite powders;

- Фиг. 2 - верхний пуансон с волноводом, подсоединенный к оболочке с интегрирующей полостью.- FIG. 2 - upper punch with a waveguide connected to the shell with an integrating cavity.

Устройство для получения изделий из композиционных порошков в соответствии со схемой на Фиг. 1 включает (но не ограничивается указанными) следующие элементы:A device for producing products from composite powders in accordance with the circuit of FIG. 1 includes, but is not limited to, the following elements:

1 - матрица;1 - matrix;

2 - пуансон монолитный;2 - monolithic punch;

3 - пуансон с каналом;3 - a punch with a channel;

4 - дно канала4 - channel bottom

5 - оптический волновод на входе в интегрирующую полость;5 - optical waveguide at the entrance to the integrating cavity;

6 - оптический волновод на выходе из интегрирующей полости;6 - optical waveguide at the exit of the integrating cavity;

7 - регистратор излучения и измеритель температуры;7 - radiation recorder and temperature meter;

8 - система управления;8 - control system;

9 - генератор импульсов тока;9 - current pulse generator;

10 - зона спекания;10 - sintering zone;

11 - оболочка с интегрирующей полостью.11 - shell with an integrating cavity.

Для обеспечения измерения температуры и энергии равновесного излучения, исходящей от поверхности области спекания используется метод "интегрирующей полости" или "интегрирующей сферы", где специальная вставка выполняется в виде сферической или цилиндра с полусферическими торцами и соединяется с каналом пуансона.To ensure the temperature and energy of the equilibrium radiation emanating from the surface of the sintering region, the method of "integrating cavity" or "integrating sphere" is used, where a special insert is made in the form of a spherical or cylinder with hemispherical ends and connected to the channel of the punch.

Интегрирующая полость 11 в виде цилиндра или сферы производится из тугоплавкого металла (Ti, W) и имеет полированную внутреннюю поверхность, высокоотражающую в видимом и инфракрасном диапазоне длин волн [Robin М. Pope and Edward S. Fry. "Absorption spectrum (380-700 nm) of pure water. II. Integrating cavity measurements". Applied Optics Vol. 36, Issue 33, pp. 8710-8723 (1997) https://doi.org/10.1364/AO.36.008710 - для удобства Экспертизы прилагается к материалам заявки].The integrating cavity 11 in the form of a cylinder or sphere is made of refractory metal (Ti, W) and has a polished inner surface that is highly reflective in the visible and infrared wavelengths [Robin M. Pope and Edward S. Fry. "Absorption spectrum (380-700 nm) of pure water. II. Integrating cavity measurements." Applied Optics Vol. 36, Issue 33, pp. 8710-8723 (1997) https://doi.org/10.1364/AO.36.008710 - for the convenience of the Examination attached to the application materials].

В измеренное устройством-регистратором 7 значение температуры вводится поправка, учитывающая наличие перемычки между поверхностью дна канала 4, на которой температура и энергия излучения измерена, и зоной спекания 10. С учетом поправки (рассчитывается программными средствами системы управления), в зависимости от определенной температуры и энергии излучения в зоне спекания, осуществляется управление технологическими параметрами спекания (например, давление, плотность тока, частота и скважность импульсов тока и т.п.).A correction is introduced into the temperature value measured by the recorder 7, taking into account the presence of a jumper between the bottom surface of the channel 4, on which the temperature and radiation energy is measured, and the sintering zone 10. Taking into account the correction (calculated by the control system software), depending on the specific temperature and radiation energy in the sintering zone, sintering technological parameters are controlled (for example, pressure, current density, frequency and duty cycle of current pulses, etc.).

Основное отличие заявленного технического решения от прототипа заключается в дополнительное снабжение канала пуансона волноводом 5, которым сопряжен к интегрирующей полости 11, выполненной из тугоплавкого металлического материала с внутренней полированной стенкой с эффектом зеркального отражения входящего излучения и энергии с минимальными потерями на поглощение.The main difference between the claimed technical solution and the prototype is the additional supply of the punch channel with a waveguide 5, which is coupled to an integrating cavity 11 made of a refractory metal material with an internal polished wall with the effect of mirror reflection of incoming radiation and energy with minimal absorption losses.

Оптимально, когда интегрирующая полость 11 выполнена в виде сферической или цилиндрической, с полусферическими торцами, полой формы с металлическими стенками, включающей вход 12 и выход 13 интегрирующей полости, размещенной так, что ее вход интегрирующей полости 12 обращен в зону спекания 10 и сопряжен с оптическим волноводом 5 в пуансоне 3, а выход интегрирующей полости 13 обращен в оптический волновод 6 для связи с регистратором излучения 7.Optimally, when the integrating cavity 11 is made in the form of a spherical or cylindrical, with hemispherical ends, hollow shape with metal walls, including an input 12 and an output 13 of the integrating cavity, placed so that its input of the integrating cavity 12 faces the sintering zone 10 and is mated to an optical waveguide 5 in the punch 3, and the output of the integrating cavity 13 is turned into an optical waveguide 6 for communication with the radiation recorder 7.

Выходящее излучение из зоны спекания 10 через дно канала 4 и волновод 5 в пуансоне 3 попадает в интегрирующий объем полости 11. За счет эффекта суммирования энергии всех возбужденных электромагнитных мод и равновесного излучения возбужденных электромагнитных мод интегрирующей полости 11, происходит перераспределение и усреднение энергии всех возбужденных электромагнитных мод на выходе 13 во всем пространственном и частотном интервале входящего излучения.The output radiation from the sintering zone 10 through the bottom of channel 4 and the waveguide 5 in the punch 3 enters the integrating volume of the cavity 11. Due to the effect of summing the energy of all excited electromagnetic modes and the equilibrium radiation of the excited electromagnetic modes of the integrating cavity 11, the energy is redistributed and averaged over all the excited electromagnetic mode at output 13 in the entire spatial and frequency interval of the incoming radiation.

Функциональная зависимость максимума энергии излучения исходящей из интегрирующей полости 11 соответствует закону излучения М. Планка и, в свою очередь, зависит от температуры в зоне спекания 10, таким образом, величина максимума энергии излучения, регистрируемая с помощью регистратора 7 однозначно зависит от равновесной температуры внутри зоны спекания.The functional dependence of the maximum radiation energy emanating from the integrating cavity 11 corresponds to the radiation law of M. Planck and, in turn, depends on the temperature in the sintering zone 10, thus, the value of the maximum radiation energy recorded using the recorder 7 uniquely depends on the equilibrium temperature inside the zone sintering.

Отдельные зависимости энергии излучения и интенсивности от величины регистрируемой температуры, а также суммарной энергии и интенсивности равновесного состояния возбужденных мод интегрирующей полости на выходе 13, являются линеаризованной функцией температуры зоны спекания 10, удовлетворяющей законам Вина и Стефана-Больцмана.Separate dependences of the radiation energy and intensity on the value of the recorded temperature, as well as the total energy and intensity of the equilibrium state of the excited modes of the integrating cavity at output 13, are a linearized function of the temperature of the sintering zone 10, satisfying the laws of Wien and Stefan-Boltzmann.

Таким образом, линеаризованные функции интенсивности и энергии излучения в усредненном пространственном и частотном интервале также зависят от температуры и является показателем равновесной температуры в зоне спекания 10.Thus, the linearized functions of the radiation intensity and energy in the averaged spatial and frequency interval also depend on the temperature and is an indicator of the equilibrium temperature in the sintering zone 10.

Поскольку в зоне спекания рабочее давление весьма высоко, сопряжение пуансона 3 с волноводом 5 оптимально осуществлять по цилиндрической поверхности так как, в этом случае практически отсутствуют концентраторы напряжения в зоне их контакта, что делает сопряжение максимально надежным с точки зрения возможности разрушения сопрягаемых элементов.Since the working pressure in the sintering zone is very high, it is optimal to couple the punch 3 with the waveguide 5 on a cylindrical surface, since, in this case, there are practically no stress concentrators in their contact zone, which makes the coupling as reliable as possible from the point of view of the possibility of destruction of the mating elements.

С точки зрения близости физико-механических свойств, что важно для одинакового поведения элементов в процессе взаимной работы, с учетом оптических требований к волноводам 5 и 6, оптимально выполнять матрицу 1 и пуансоны 2, 3 из графита, а волноводы и интегрирующую полость - из тугоплавкого металла, в отдельных случаях, для фиксации излучения в оптическом видимом диапазоне длин волн волноводы могут быть сделаны из лейкосапфира, рубина или корунда.From the point of view of the proximity of physical and mechanical properties, which is important for the same behavior of the elements in the process of mutual work, taking into account the optical requirements for waveguides 5 and 6, it is optimal to perform matrix 1 and punches 2, 3 from graphite, and the waveguides and integrating cavity from refractory metal, in some cases, to fix the radiation in the optical visible wavelength range, the waveguides can be made of leucosapphire, ruby or corundum.

Устройство для получения изделий из композиционных порошков работает следующим образом: в матрицу 1 устанавливается с натягом пуансон 2. В полости между матрицей 1 и пуансоном 2 засыпается порошковый материал, который заполняет зону спекания 10. Пуансон 3 с волноводом 5 и дно канала 4 устанавливается с натягом в матрицу 1 так, что плоская входная поверхность 15 дно канала 4 сопрягалась с зоной спекания 10, а вход интегрирующей полости 12 сопрягается с волноводом 5.A device for producing products from composite powders works as follows: a punch 2 is inserted with an interference fit in the matrix 1. Powder material is filled in the cavity between the matrix 1 and the 2 punch, which fills the sintering zone 10. The 3 punch with the waveguide 5 and the bottom of the channel 4 are installed with an interference fit into the matrix 1 so that the flat input surface 15 of the bottom of the channel 4 is mated to the sintering zone 10, and the input of the integrating cavity 12 is mated to the waveguide 5.

Далее осуществляется подпрессовка порошкового материала пуансонами 2 и 3. После чего, собранная конструкция зажимается, например, в установке искрового плазменного спекания (на чертеже не показана), таким образом, чтобы пуансоны 2 и 3 опирались на токоподводы пресса (на чертеже не показаны). Через токоподводы пресса (на чертеже не показаны), подводят импульсы тока от генератора 9 и одновременно увеличивается давление в зоне спекания 10 за счет встречного движения пуансонов 2 и 3. При подаче напряжения электрический ток проходит через верхний токоподвод пресса (на чертеже не показан), пуансона 3, матрицу 1, пуансона 2 и нижний токоподвод пресса (на чертеже не показан). Проходя через эти графитовые элементы, электрический ток нагревает их, обеспечивая таким образом нагрев зоны спекания 10 до температуры спекания.Then, the powder material is pressed into punches 2 and 3. After that, the assembled structure is clamped, for example, in a spark plasma sintering apparatus (not shown in the drawing), so that the punches 2 and 3 rest on the press current leads (not shown). Through the current leads of the press (not shown in the drawing), current pulses are supplied from the generator 9 and at the same time the pressure in the sintering zone 10 increases due to the oncoming movement of the punches 2 and 3. When voltage is applied, the electric current passes through the upper current lead of the press (not shown), the punch 3, the matrix 1, the punch 2 and the lower current supply of the press (not shown). Passing through these graphite elements, an electric current heats them, thus providing heating of the sintering zone 10 to the sintering temperature.

При нагреве, зона спекания 10 излучает электромагнитные волны в широком спектре длин волн от ИК до УФ, которые проходят через дно канала 4 и попадают через волновод 5 и вход 12 в интегрирующую полость 11. Далее электромагнитные излучения выходят из интегрирующей полости 11 через выход 13 и попадают через волновод 6 в средство измерения температуры 7. Регистратор излучения 7 фиксирует зависимости амплитуды интенсивности и энергии излучения из интегрирующей полости от температуры и они являются характеристиками температуры зоны спекания 10, которые определяются из линеаризованных кривых закона М. Планка, Вина и Стефана-Больцмана. Регистратор излучения 7 передает сигнал в систему управления 8 для сравнения и контроля реальной температуры с требуемой при процессе спекания. После обработки сигнала система управления 8 контролирует работу генератора 9 и вводит поправки для поддержания равновесной температуры в пределах заданного (эталонного) диапазона температур, гарантирующего качественное спекание изделия.When heated, the sintering zone 10 emits electromagnetic waves in a wide spectrum of wavelengths from IR to UV, which pass through the bottom of channel 4 and enter through the waveguide 5 and input 12 into the integrating cavity 11. Next, the electromagnetic radiation leaves the integrating cavity 11 through the output 13 and get through the waveguide 6 to the temperature measuring device 7. The radiation recorder 7 records the dependences of the amplitude of the radiation intensity and energy from the integrating cavity on temperature and they are characteristics of the temperature of the sintering zone 10, which e are determined from the linearized curves law Planck, Wien and Stefan-Boltzmann. The radiation recorder 7 transmits a signal to the control system 8 for comparing and monitoring the actual temperature with that required during the sintering process. After processing the signal, the control system 8 monitors the operation of the generator 9 and introduces corrections to maintain an equilibrium temperature within a given (reference) temperature range, which guarantees high-quality sintering of the product.

Точно так же устройство работает, будучи включенным в состав установки горячего прессования. Достоинство представленного устройства состоит в том, что существует возможность жесткого соединения матрицы 1, пуансонов 2, 3, волноводов 5, 6 и интегрирующей полости 11 в единую конструкцию с упругой посадкой без зазоров, что позволяет исключить неточности/потери при измерении температуры и энергии излучения в зоне спекания.In the same way, the device works when it is included in the hot-pressing unit. The advantage of the presented device is that it is possible to rigidly connect the matrix 1, punches 2, 3, waveguides 5, 6 and the integrating cavity 11 into a single structure with an elastic fit without gaps, which eliminates inaccuracies / losses when measuring the temperature and radiation energy in sintering zone.

Изложенное позволяет сделать вывод о том, что поставленная задача полезной модели - наиболее точного контроля/измерения реальной температуры и энергии излучения в зоне спекания - решена, а заявленный технический результат - повышение качества получаемых изделий за счет наиболее точного контроля/измерения реальной температуры и энергии излучения в зоне спекания - достигнут.The foregoing allows us to conclude that the task of the utility model — the most accurate control / measurement of real temperature and radiation energy in the sintering zone — is solved, and the claimed technical result is an increase in the quality of the products obtained due to the most accurate control / measurement of real temperature and radiation energy in the sintering zone - achieved.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного технического решения следующей совокупности условий:Thus, the above information indicates the fulfillment of the following set of conditions when using the claimed technical solution:

- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении относится к области высокотемпературного спекания различных порошковых материалов и композиций, в частности, к устройствам для получения изделий из композиционных порошков горячим прессованием или искровым плазменным спеканием;- an object embodying the claimed technical solution, when implemented, relates to the field of high temperature sintering of various powder materials and compositions, in particular, to devices for producing products from composite powders by hot pressing or spark plasma sintering;

- для заявленного объекта в том виде, как он охарактеризован в формуле, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке и известных из уровня техники на дату приоритета средств и методов;- for the claimed object in the form described in the formula, the possibility of its implementation using the methods and methods described above and known from the prior art on the priority date has been confirmed;

- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.- the object embodying the claimed technical solution, when implemented, is able to ensure the achievement of the technical result perceived by the applicant.

Следовательно, заявленный объект соответствует критериям патентоспособности «новизна» и «промышленная применимость» по действующему законодательству.Therefore, the claimed object meets the criteria of patentability "novelty" and "industrial applicability" under applicable law.

Claims (5)

1. Устройство для получения изделий из композиционных порошков, содержащее выполненные из огнеупорного в пределах режимов спекания композиционных порошков графитового материала матрицу и установленные внутри нее с образованием зоны спекания и возможностью встречного перемещения оппозитно расположенные графитовые пуансоны, один из которых снабжен цилиндрическим каналом, предназначенным для взаимодействия входящего в устройство средства регистрации излучения и измерения температуры с дном канала, выполненным в виде установленной в ответном пазе пуансона тугоплавкой и проницаемой для инфракрасного, видимого и ультрафиолетового диапазонов электромагнитных волн в тепловых пределах режимов спекания вставки с плоскопараллельными торцевыми поверхностями, отличающееся тем, что оно снабжено жестко соединенными с пуансонами и матрицей двумя оптическими волноводами и оболочкой, образующей внутреннюю интегрирующую полость с входом и выходом, причем вход интегрирующей полости сопряжен с одним из волноводов и оптически соединен с дном канала, а выход интегрирующей полости обращен в другой оптический волновод и оптически соединен со средством регистрации излучения и измерения температуры.1. A device for producing products from composite powders containing a matrix made of refractory graphite material composite powders within the sintering regimes and a matrix installed inside it with the formation of a sintering zone and the possibility of opposed movement of opposed graphite punches, one of which is equipped with a cylindrical channel for interaction the radiation recording and temperature measuring means included in the device with the channel bottom, made in the form set in the response groove of the punch is refractory and permeable to the infrared, visible and ultraviolet ranges of electromagnetic waves in the thermal range of the sintering modes of the insert with plane-parallel end surfaces, characterized in that it is equipped with two optical waveguides and a shell rigidly connected to the punches and the matrix, forming an internal integrating cavity with and an output, the input of the integrating cavity being coupled to one of the waveguides and optically connected to the bottom of the channel, and the output of the integrating polo ti converted into another optical waveguide and optically coupled to the radiation detecting means and the temperature measurement. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что цилиндрический канал пуансона выполнен в виде полого волновода с тугоплавкой и полированной металлической стенкой, выполненной с возможностью зеркального отражения электромагнитных волн в инфракрасном диапазоне.2. The device according to p. 1, characterized in that the cylindrical channel of the punch is made in the form of a hollow waveguide with a refractory and polished metal wall, made with the possibility of mirror reflection of electromagnetic waves in the infrared range. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что цилиндрический канал пуансона выполнен в виде полого волновода с тугоплавкой и полированной стенкой из лейкосапфира, выполненной с возможностью зеркального отражения электромагнитных волн в инфракрасном диапазоне.3. The device according to p. 1, characterized in that the cylindrical channel of the punch is made in the form of a hollow waveguide with refractory and polished wall made of leucosapphire, made with the possibility of mirror reflection of electromagnetic waves in the infrared range. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оболочка выполнена в форме сферы.4. The device according to p. 1, characterized in that the shell is made in the form of a sphere. 5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оболочка выполнена в форме цилиндра с полусферическими торцами.5. The device according to claim 1, characterized in that the shell is made in the form of a cylinder with hemispherical ends.
RU2017143854U 2017-12-14 2017-12-14 Device for producing products from composite powders RU185200U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017143854U RU185200U1 (en) 2017-12-14 2017-12-14 Device for producing products from composite powders

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017143854U RU185200U1 (en) 2017-12-14 2017-12-14 Device for producing products from composite powders

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU185200U1 true RU185200U1 (en) 2018-11-26

Family

ID=64558229

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017143854U RU185200U1 (en) 2017-12-14 2017-12-14 Device for producing products from composite powders

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU185200U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU190810U1 (en) * 2019-01-22 2019-07-12 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВО "МГТУ "СТАНКИН") Device for producing products from composite powders

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU986594A1 (en) * 1981-03-16 1983-01-07 Предприятие П/Я М-5893 Injection mould for hot pressing of powder
RU2064367C1 (en) * 1993-06-18 1996-07-27 Институт сверхтвердых материалов им.В.М.Бакуля Device for hot moulding articles made of high-resistance composite materials
WO2014155352A2 (en) * 2013-03-28 2014-10-02 Genicore Sp. Z O.O. A device and a method for consolidation of powder materials
WO2014200703A1 (en) * 2013-06-11 2014-12-18 General Electric Company Field assisted sintering of x-ray tube components
RU163891U1 (en) * 2015-12-08 2016-08-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВО "МГТУ "СТАНКИН") DEVICE FOR PRODUCTION OF COMPOSITE POWDERS
RU173525U1 (en) * 2016-12-12 2017-08-30 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВО "МГТУ "СТАНКИН") Device for producing products from composite powders

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU986594A1 (en) * 1981-03-16 1983-01-07 Предприятие П/Я М-5893 Injection mould for hot pressing of powder
RU2064367C1 (en) * 1993-06-18 1996-07-27 Институт сверхтвердых материалов им.В.М.Бакуля Device for hot moulding articles made of high-resistance composite materials
WO2014155352A2 (en) * 2013-03-28 2014-10-02 Genicore Sp. Z O.O. A device and a method for consolidation of powder materials
WO2014200703A1 (en) * 2013-06-11 2014-12-18 General Electric Company Field assisted sintering of x-ray tube components
RU163891U1 (en) * 2015-12-08 2016-08-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВО "МГТУ "СТАНКИН") DEVICE FOR PRODUCTION OF COMPOSITE POWDERS
RU173525U1 (en) * 2016-12-12 2017-08-30 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВО "МГТУ "СТАНКИН") Device for producing products from composite powders

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU190810U1 (en) * 2019-01-22 2019-07-12 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВО "МГТУ "СТАНКИН") Device for producing products from composite powders

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU163891U1 (en) DEVICE FOR PRODUCTION OF COMPOSITE POWDERS
RU173525U1 (en) Device for producing products from composite powders
JP4195935B2 (en) Thermophysical property measuring method and apparatus
US20090079101A1 (en) Densification Process of Ceramics And Apparatus Therefor
RU185200U1 (en) Device for producing products from composite powders
CN107044995B (en) The measuring system and measurement method of substance Curie temperature under high pressure
AU6827398A (en) Measuring tip for a radiation thermometer
CN108279071A (en) Full filed temperature field of molten pool detecting system based on two-color thermometry
RU2617725C1 (en) Method for determining emissivity of hard materials and device for its implementation
RU191449U1 (en) Device for producing products from composite powders
RU191448U1 (en) Device for producing products from composite powders
RU163794U1 (en) DEVICE FOR PRODUCTION OF COMPOSITE POWDERS
RU190810U1 (en) Device for producing products from composite powders
RU215691U1 (en) Device for obtaining products from composite powders
Che et al. Development of ReFaST pyrometer for measuring surface temperature with unknown emissivity: methodology, implementation, and validation
RU183888U1 (en) Device for producing products from composite powders
RU2664969C1 (en) Laser radiation with structural materials interaction parameters examination test bench
RU180550U1 (en) Device for producing products from composite powders
Groer et al. Development and test of a high flux calorimeter at DLR Cologne
RU163892U1 (en) DEVICE FOR PRODUCTION OF COMPOSITE POWDERS
Krankenhagen et al. Determination of the spatial energy distribution generated by means of a flash lamp
RU163895U1 (en) DEVICE FOR PRODUCTION OF COMPOSITE POWDERS
CN205426347U (en) Minimum temperature resolving power testing arrangement
JP3925236B2 (en) Induction heating cooker
Zhang et al. Improved monochromatic pyrometry for synchronous measurement of full-field temperature and deformation

Legal Events

Date Code Title Description
QB9K Licence granted or registered (utility model)

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20210621

Effective date: 20210621