RU185845U1 - Устройство для получения алмазов и алмазоподобных материалов - Google Patents
Устройство для получения алмазов и алмазоподобных материалов Download PDFInfo
- Publication number
- RU185845U1 RU185845U1 RU2018119647U RU2018119647U RU185845U1 RU 185845 U1 RU185845 U1 RU 185845U1 RU 2018119647 U RU2018119647 U RU 2018119647U RU 2018119647 U RU2018119647 U RU 2018119647U RU 185845 U1 RU185845 U1 RU 185845U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- charge
- facing
- materials
- combined
- diamond
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 239000010432 diamond Substances 0.000 title claims description 12
- 239000002360 explosive Substances 0.000 claims abstract description 20
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 8
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 7
- 239000012237 artificial material Substances 0.000 abstract description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 5
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 238000005474 detonation Methods 0.000 description 4
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 4
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 4
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 2
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 2
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 1
- 230000005501 phase interface Effects 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J3/00—Processes of utilising sub-atmospheric or super-atmospheric pressure to effect chemical or physical change of matter; Apparatus therefor
- B01J3/06—Processes using ultra-high pressure, e.g. for the formation of diamonds; Apparatus therefor, e.g. moulds or dies
- B01J3/08—Application of shock waves for chemical reactions or for modifying the crystal structure of substances
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
Предлагаемое устройство относится к устройствам по созданию искусственных материалов, в частности к получению искусственных материалов с высокими физико-химическими свойствами, превышающими свойства природных материалов, и может быть использовано в промышленности для изготовления твердых и износостойких материалов.Устройство для получения искусственных материалов содержит: стальную взрывную камеру, электродетонатор и комбинированный заряд, состоящий из основного заряда и облицовочного, причем в него введен дополнительный идентичный комбинированный заряд, который расположен соосно с первым напротив друг друга. На комбинированном заряде на плоскостях, обращенных друг к другу, выполнена конусообразная выемка, а указанный облицовочный заряд выполнен из порошкообразного прессованного материала.Техническим результатом является увеличения КПД устройства.
Description
Предлагаемое устройство относится к устройствам по созданию алмазов и алмазонодобных материалов (В.Н. Бакуль, В.Д. Андреев. Алмазы марки АВ, синтезируемые взрывом. // Синтетические алмазы, 1975, вып. 5 (41), с. 3-4), в частности к получению искусственных материалов с высокими физико-химическим свойствами, превышающие свойства природных материалов, и может быть использовано в промышленности для изготовления твердых и износостойких материалов.
Известно устройство для получения искусственных материалов, на котором реализован способ получения синтетических алмазов (патент №2052378, Россия, МПК С01В 31/06 "Способ получения синтетических алмазов"). Устройство состоит из артиллерийского орудия, в которое помещен снаряд с углеродным материалом и мишени.
Однако указанное устройство обладает следующими недостатками: ударник имеет относительно низкую скорость подхода к цели, и, как следствие, обладает низкой кинетической энергией, то есть низкий уровень КПД.
Кроме того, известно устройство для получения искусственных материалов, на котором реализован способ получения алмазов и алмазоподобных веществ (патент №2051093, Россия, МПК С01В 30/06 "Способ получения алмазов и алмазоподобных веществ"), являющихся прототипом предлагаемой полезной модели. Устройство содержит: стальную взрывную камеру и сформированный комбинированный заряд, состоящий из основного заряда и облицовочного заряда, причем облицовочный заряд выполнен из смеси ВВ (взрывчатого вещества) с порошкообразным прессованным материалом.
Облицовочный заряд имеет газифицируемую углеродосодержащую оболочку, в нижней части которой размещена ванночка с охлаждающим агентом. В верхней части комбинированного заряда установлен электродетонатор.
После подвешивания зарядов во взрывную камеру, создают либо вакуум, либо любую другую углеродосодержащую или инертную среду и производят взрыв. Образовавшиеся продукты синтеза извлекают и подвергают химической отчистке известными методами. Продукты синтеза образуются в детонационной волне, распространяющейся в объеме взрывной камеры, включающем формирование комбинированного заряда, состоящего из слоя основного заряда взрывчатых веществ и облицовочного слоя в его внутренней полости из смеси взрывчатого вещества с углеродосодержащим материалом. Подрыв смеси с последующим распылением образующихся продуктов синтеза газокумулятивной струи, осуществляют в детонационной камере. При этом смесь взрывчатых веществ с углеродосодержащим материалом заключают в способную к газификации при взрыве углеродосодержащую оболочку, а распыляемые газокумулятивной струей продукты синтеза подвергают дополнительной закалке в охлаждающем агенте, расположенном в нижней части оболочки на расстоянии, равном 0,5-5,0-кратной длины канала смесевого заряда. В прототипе предлагается использовать заряд цилиндрической формы, который будет «разгонять» углеродную прослойку до скоростей, лежащих в диапазоне от 3 до 7 км/с, в зависимости от размера углеродных частиц. Также получение цилиндрической кумуляции осложнено недостаточным уровнем технического развития в данной области.
Однако указанное устройство имеет следующий недостаток: низкий уровень КПД. Так как энергия взрыва ВВ будет использоваться не полностью.
Задачей (технический результат) предлагаемой полезной модели является увеличение уровня КПД устройства для получения алмазов и алмазоподобных материалов.
Поставленная задача достигается тем, что в известном устройстве для получения алмазов и алмазоподобных материалов, которое содержит стальную взрывную камеру, электродетонатор и комбинированный заряд, состоящий из основного и облицовочного заряда, причем в облицовочный заряд введен дополнительный идентичный комбинированный заряд, который расположен соосно с первым напротив друг друга. На комбинированном заряде на плоскостях, обращенных друг к другу, выполнена конусообразная выемка, а указанный облицовочный заряд выполнен из порошкообразного прессованного материала.
На фиг. 1 приведена схема предлагаемого устройства. На фиг. 2 представлена схема столкновения двух кумулятивных струй.
Устройство (фиг. 1) облицовочный заряд (порошкообразного прессованного материала) - 1, основной заряд - 2, электродетонатор - 3, точка фокусного расстояния - 4, винтовую крышку - 5, провод - 6, поджимную пружину - 7, линзу - 8, поджимную шайбу - 9, картонную прокладку - 10, взрывная камера - 11.
Во взрывную камеру (11) устанавливается основной заряд (2) совместно с облицовочным зарядом (порошкообразного прессованного материала) (1), которые представляют собой единое целое. Далее на свои позиции последовательно устанавливается картонная прокладка (10), поджимная шайба (9), линза (8), поджимная пружина (7). С обеих сторон накручиваются винтовые крышки (5), и затягиваются до последнего момента затяжки специальным ключом. Далее вставляется электродетонатор (3), и подключается к пульту управления с помощью провода (6). Далее собранное изделие помещается во взрывную камеру (11), где происходит срабатывание детонаторов, схлопывание облицовок и их дальнейшее столкновение.
Устройство работает следующим образом. После срабатывания электродетонаторов (3), происходит детонация взрывчатого вещества (ВВ) основного заряда (2), ударная волна, достигнув поверхности раздела фаз «схлопывает» облицовочные заряды из порошкообразного прессованного материала (1), за счет чего происходит выдавливание кумулятивной струи. Скорость струи достигает 12-15 км/с, что значительно выше, чем скорость детонации любого известного ВВ. Стоит отметить тот факт, что выдавленный материал представляет собой квазиструю, так как изначально это был прессованный материал, что позволяет каждой частице двигаться отдельно от другой в общем потоке струи. При выдавливании струи, ударная волна изначально «подготавливает» материал облицовки, сжимая его. Струя движется при гидростатическом нагружении. При столкновении двух струй происходит скачек давления, и температуры. По сравнению, с давлением которое образует ВВ при схлопывании облицовочного заряда давление, развивающееся при столкновении, превышает первое в несколько порядков. Каждая частица, высвобождают кинетическую энергию при столкновении с другой, переводит ее в тепловую энергию и энергию пластической деформации, в результате чего микроструктура порошкообразного прессованного материала меняется, и он приобретает новую аллотропную форму.
В качестве основного заряда можно использовать тротил, гексоген или любые другие бризантные ВВ. Для получения алмазоподобных веществ в качестве облицовочного заряда можно использовать смесь тротила и графита. Для получения других искусственных веществ можно изменить состав облицовочного заряда.
Приближенная модель столкновения двух струй представлена на фиг. 2 (a, b, c, d).
Процесс столкновения и образования нового материала можно разделить на три стадии.
Первая стадия. Фиг. 2 (а). На данной стадии осуществляется касание двух струй. В каждую из 2-х струй начинает распространяться ударная волна сжатия. Площадь соприкосновения считается бесконечно малой, поэтому давления, возникающие в данной точке соприкосновения, считаются максимально возможными.
Вторая стадия. Фиг. 2 (b). Площадь соприкосновения увеличивается, а расстояние для прохождения ударной волны уменьшается. К тому же, навстречу ударным волнам движутся волны разряжения, которые снижают скорость ударных волн сжатия.
Третья стадия. Фиг. 2 (с). По мере внедрения струй друг в друга, ударные волны гасятся, и по своей величине уступают волнам разряжения. Также из-за градиента скоростей обеих струй, из-за торможения частей находящихся ближе к границе раздела, части струи находящиеся вдали от границы раздела начинают «догонять» части находящиеся ближе к области раздела фаз. Что способствует внедрению ускоренных частиц в замедленные, а также огибанию замедленных частей ускоренными. Такой процесс приводит к образованию шара высокого давления, в котором происходит превращение одного материала в другой под действием давления и температуры, фиг. 2 (d).
Увеличение КПД данного устройства достигается за счет того, что используются два облицовочных заряда из прессованного порошкового материала, которые после взрыва ВВ образуют две направленные друг в друга кумулятивные струи. Это позволяет достичь скоростей струй 12-15 км/с, и соответственно больших энергий в точке контакта, нежели в устройстве-прототипе. Также, в данном устройстве, возможно получать разные скорости струй за счет изменения геометрии кумулятивных облицовок. Этот факт может использоваться для получения оптимальных параметров рекристаллизации используемых материалов, то есть параметров, позволяющих изменить кристаллическую решетку, что приводит к изменению структурно-чувствительных свойств материала.
Давление, которое получается при столкновении двух направленных друг на друга кумулятивных струй после подрыва, превышает давление, получаемое в устройстве-прототипе, таким образом, есть возможность получения искусственного вещества, превышающего свойства синтетических алмазов.
Таким образом, техническим результатом является увеличение КПД устройства.
Claims (1)
- Устройство для получения алмазов и алмазоподобных материалов, содержащее стальную взрывную камеру, электродетонатор и комбинированный заряд, состоящий из основного и облицовочного заряда, отличающееся тем, что оно содержит дополнительный идентичный комбинированный заряд, причем указанные комбинированные заряды расположены соосно друг напротив друга, на их плоскостях, обращенных друг к другу, выполнено по конусообразной выемке с возможностью образования двух направленных друг на друга кумулятивных струй после подрыва, а указанные облицовочные заряды выполнены из порошкообразного прессованного материала.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018119647U RU185845U1 (ru) | 2018-05-28 | 2018-05-28 | Устройство для получения алмазов и алмазоподобных материалов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018119647U RU185845U1 (ru) | 2018-05-28 | 2018-05-28 | Устройство для получения алмазов и алмазоподобных материалов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU185845U1 true RU185845U1 (ru) | 2018-12-19 |
Family
ID=64754343
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018119647U RU185845U1 (ru) | 2018-05-28 | 2018-05-28 | Устройство для получения алмазов и алмазоподобных материалов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU185845U1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2842055A (en) * | 1954-04-23 | 1958-07-08 | Seismograph Service Corp | Explosive charge container |
| RU2051093C1 (ru) * | 1992-07-14 | 1995-12-27 | Александр Михайлович Каунов | Способ получения алмазов и алмазоподобных веществ |
| RU2052378C1 (ru) * | 1993-04-14 | 1996-01-20 | Николай Васильевич Галышкин | Способ получения синтетических алмазов |
| RU2078661C1 (ru) * | 1995-01-20 | 1997-05-10 | Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики | Камера для взрывной обработки материалов |
| RU120761U1 (ru) * | 2012-04-24 | 2012-09-27 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-техническая фирма "Взрывтехнология" | Удлиненный заряд взрывчатого вещества |
-
2018
- 2018-05-28 RU RU2018119647U patent/RU185845U1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2842055A (en) * | 1954-04-23 | 1958-07-08 | Seismograph Service Corp | Explosive charge container |
| RU2051093C1 (ru) * | 1992-07-14 | 1995-12-27 | Александр Михайлович Каунов | Способ получения алмазов и алмазоподобных веществ |
| RU2052378C1 (ru) * | 1993-04-14 | 1996-01-20 | Николай Васильевич Галышкин | Способ получения синтетических алмазов |
| RU2078661C1 (ru) * | 1995-01-20 | 1997-05-10 | Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики | Камера для взрывной обработки материалов |
| RU120761U1 (ru) * | 2012-04-24 | 2012-09-27 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-техническая фирма "Взрывтехнология" | Удлиненный заряд взрывчатого вещества |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Guo et al. | Effect of wave shaper on reactive materials jet formation and its penetration performance | |
| Chang et al. | Numerical simulation of modified low-density jet penetrating shell charge | |
| JP2023175710A (ja) | 爆轟合成用二重管接続構造、爆轟合成装置、爆轟合成用二重管接続構造又は爆轟合成装置の使用、および高強度複合管又は高強度圧力容器の作製方法 | |
| RU185845U1 (ru) | Устройство для получения алмазов и алмазоподобных материалов | |
| Bowden et al. | Shock initiation of hexanitrostilbene at ultra-high shock pressures and critical energy determination | |
| RU2309367C2 (ru) | Способ и устройство формирования компактного элемента | |
| Frost et al. | The nature of heterogeneous blast explosives | |
| Li et al. | Research on the optimum length–diameter ratio of the charge of a multimode warhead | |
| RU2119398C1 (ru) | Способ взрывного разрезания твердых материалов и устройство для его осуществления | |
| Voitenko et al. | Influence of the Striker Material on the Results of High-Speed Impact at a Barrier | |
| TWI582375B (zh) | Multi - point synchronous detonation linear incision charge cutting device | |
| RU2773393C1 (ru) | Способ формирования высокоскоростного металлического компактного элемента и метающее устройство для его осуществления | |
| Burritt et al. | The effect of surface area and density on the volumetric shock initiation of PETN | |
| RU2337300C1 (ru) | Взрывной трубчатый ускоритель | |
| RU2681019C1 (ru) | Кумулятивный заряд | |
| RU2052378C1 (ru) | Способ получения синтетических алмазов | |
| RU2221210C2 (ru) | Многоступенчатый взрывной ускоритель тела | |
| Liu et al. | Overdriven detonation phenomenon in high explosive | |
| RU2553611C1 (ru) | Способ формирования металлического компактного элемента | |
| RU2051093C1 (ru) | Способ получения алмазов и алмазоподобных веществ | |
| RU2072501C1 (ru) | Взрывной трубчатый ускоритель | |
| RU2137083C1 (ru) | Устройство для образования кольцевой кумулятивной струи | |
| US3267853A (en) | Hypervelocity pellet projector | |
| RU2525330C1 (ru) | Устройство для формирования компактного элемента | |
| RU2483023C1 (ru) | Способ промышленного получения алмазов и других твердофазных наноструктурированных графитовых образований, устройство и заряд для их получения |