RU2051093C1 - Способ получения алмазов и алмазоподобных веществ - Google Patents
Способ получения алмазов и алмазоподобных веществ Download PDFInfo
- Publication number
- RU2051093C1 RU2051093C1 SU5054471A RU2051093C1 RU 2051093 C1 RU2051093 C1 RU 2051093C1 SU 5054471 A SU5054471 A SU 5054471A RU 2051093 C1 RU2051093 C1 RU 2051093C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- charge
- carbon
- mixture
- diamond
- explosive
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
Использование: в технологии синтеза алмаза и алмазоподобных веществ. Сущность изобретения: внутри полости основного заряда взрывчатого вещества в верхней части размещают в газифицируемой оболочке из углеродсодержащего вещества дополнительный облицовочный канальный заряд из смеси с углеродсодержащим материалом и катализатором, а в нижней ванночку с охлаждающим агентом на расстоянии 0,5-5 длины канала заряда, затем производят подрыв смеси с последующим распылением газокумулятивной струей продуктов синтеза в охлаждающем агенте. 1 з.п.ф-лы, 2 ил. 1 табл.
Description
Изобретение относится к химической технологии получения сверхтвердых материалов, а именно искусственных алмазов или алмазоподобных веществ в детонационной волне, в результате непосредственного использования высоких давлений и температур, развивающихся при детонации конденсированных взрывчатых веществ (ВВ).
Известен способ получения алмаза и/или алмазоподобных модификаций бора с использованием энергии взрыва за счет детонации заряда, содержащего смесь ВВ и превращаемого материала [1] При использовании данного способа получения сверхтвеpдых материалов заряд может быть заключен в оболочку из инертного по отношению к превращаемому материалу вещества, способного растворяться в воде, кислотах, щелочах.
Недостатком этого способа является малая величина получаемых частиц из-за малой длительности пребывания продуктов синтеза при высоком давлении и температуре.
Наиболее близким к предлагаемому является способ получения взрывоплазменных порошковых покрытий, в том числе и алмазоподобных, во взрывной камере, включающий формование из ВВ основного канального заряда, внутренняя полость которого облицована смесью ВВ с распыляемым углеродсодержащим материалом, заполнение камеры плазмообразующим газообразным веществом, подрыв смеси и последующее распыление образующихся при синтезе частиц газокумулятивным потоком ионизированных продуктов взрыва (ПВ) [2]
Недостатками указанного способа являются малая крупность получаемых частиц, невысокий выход синтезированного целевого продукта, быстрый износ взрывной камеры-контейнера. Недостатки связаны с использованием мощных взрывчатых веществ, необходимых для создания ударных волн большой длительности действия, и высокими остаточными температурами продуктов детонации, ведущими к термическому отжигу продуктов синтеза и их графитизации.
Недостатками указанного способа являются малая крупность получаемых частиц, невысокий выход синтезированного целевого продукта, быстрый износ взрывной камеры-контейнера. Недостатки связаны с использованием мощных взрывчатых веществ, необходимых для создания ударных волн большой длительности действия, и высокими остаточными температурами продуктов детонации, ведущими к термическому отжигу продуктов синтеза и их графитизации.
Задача изобретения продление срока службы взрывной камеры за счет использования ВВ меньшей мощности и увеличение крупности синтезированных частиц и выхода целевого продукта за счет увеличения времени воздействия высоких давлений и температур.
Задача решается тем, что в способе получения алмазов и алмазоподобных веществ в детонационной волне во взрывной камере, включающем формование комбинированного канального заряда, состоящего из слоя основного заряда взрывчатых веществ и дополнительного облицовочного в его внутренней полости из смеси взрывчатого вещества с углеродсодержащим материалом, подрыв смеси последующим распылением образующихся продуктов синтеза газокумулятивной струей, смесь взрывчатых веществ с углеродсодержащим материалом заключают в способную к газификации при взрыве углеродсодержащую 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 взрывную камеру можно помещать дополнительный комбинированный заряд с оболочкой, располагая комбинированные заряды с оболочками напротив друг друга параллельно поверхности охлаждающей жидкости или с углом отклонения от поверхности до 10о.
Процесс может протекать как в инертной атмосфере, так и в заполненной углеродсодержащим газом или вакуумированной взрывной камере.
Наличие газифицируемой углеродсодержащей оболочки, например, из канифоли, целлюлозных материалов, нафталина, парафина и т.п. при взрыве детонирующей смеси (ВВ и углеродсодержащего порошка) дополнительно создает углеродсодержащую атмосферу, приводит к дополнительному увеличению времени воздействия высокого давления и температуры по сравнению со смесевым зарядом в направленном газокумулятивном потоке продуктов синтеза и детонации и является дополнительным источником превращения углерода в алмазоподобную модификацию при прохождении ударной волны высокого давления через оболочку. Это позволяет повысить выход целевого продукта и применить ВВ меньшей мощности при той же длительности воздействия высоких давлений и температур, что более дешево, удобно, упрощает технологию получения алмазоподобных веществ, увеличивает срок службы взрывной камеры.
Наличие газокумулятивного потока с превращаемыми углеродными частицами, скорость перемещения которых в потоке в несколько раз превышает скорость детонации заряда, приводит при соударении с поверхностью охлаждающего агента к дополнительному повышению давления в зоне удара и, следовательно, к дополнительному и более полному эффекту превращения углеродных частиц в алмазоподобную модификацию. Последующее же испарение охлаждающего агента приводит к фиксации (закалке) продуктов синтеза за счет снижения температуры ПВ и предотвращения отжига продуктов синтеза. Это позволяет повысить выход целевого продукта и увеличить крупность частиц.
В случаях, когда необходимо повысить размер получаемых частиц, во взрывной камере располагают два комбинированных заряда с оболочками друг напротив друга параллельно поверхности охлаждающего агента или под углом отклонения от ее поверхности до 10о. При этом за счет торможения соударения двух газокумулятивных потоков возрастают в два раза время воздействия и ударное давление, что и способствует росту частиц.
Расстояние от дополнительного облицовочного канального заряда до поверхности охлаждающего агента определяется в каждом конкретном случае длиной канала используемого заряда. При длине, меньшей 0,5 длины канала, газокумулятивная струя с достаточными для превращения углеродных частиц в алмаз параметрами (давлением и температурой) еще не успеет сформироваться, а при расстоянии большем, чем пятикратная длина канала заряда, струя начинает фрагментироваться (распадаться) с потерей (понижением) необходимых параметров, что не обеспечивает достижение поставленной цели.
На фиг.1 изображено устройство для осуществления предлагаемого способа; на фиг.2 сборка из двух комбинированных зарядов, применяемая для увеличения крупности частиц (в этом случае для крепления сборки применяют вместо гибкой подвески жесткую подставку).
Способ осуществляют следующим образом.
В стальную взрывную камеру-накопитель 1 помещают сборку, изготовленную следующим образом: формируют комбинированный канальный заряд, для чего внутри полости основного канального заряда 2 из слоя ВВ помещают дополнительный облицовочный 3 из смеси ВВ с углеродсодержащим материалом. Дополнительный облицовочный канальный заряд 3 имеет газифицируемую углеродсодержащую оболочку 4, в нижней части которой размещают ванночку 5 с охлаждающим агентом. В верхней части сборки устанавливают электродетонатор 6. После подвешивания сборки во взрывной камеры создают либо вакуум, либо любую другую углеродсодержащую или инертную среду и производят взрыв. Образовавшиеся продукты синтеза извлекают и подвергают химической очистке известными методами.
П р и м е р. Формируют комбинированный канальный заряд. Во внутреннюю полость основного цилиндрического канального заряда из гексагена с наружным диаметром 60 мм и толщиной слоя 5 мм помещают в газифицируемой углеродсодержащей оболочке (из целлюлозно-бумажного материала картона) в верхней ее части дополнительный облицовочный заряд толщиной 20 мм из детонирующей смеси тротила (192 г) и графита марки С-1 (38 г) с размером частиц 100 мкм, а в нижней части на расстоянии 50 мм от нижнего торца дополнительного облицовочного заряда, что соответствует 0,71 длины полости канал, помещают ванночку с охлаждающей жидкостью водой. После подвешивания на гибкой подвеске всей сборки в центре взрывной камеры и создания в ней вакуума в 10-1 мм рт.ст. производят взрыв. Образовавшиеся твердые частицы синтеза извлекают из камеры и повергают очистке известными методами. В результате получают частицы размером до 30 мкм при выходе алмаза до 42%
Аналогично осуществляют и другие примеры. Результаты испытаний и сопоставления с прототипом в приравненных условиях (при одинаковом составе исходной детонирующей смеси ВВ и графита, одинаковых геометрических размерах зарядов, однотипной газовой среде) приведены в таблице и показывают, что предлагаемый способ позволяет существенно повысить крупность получаемых алмазных частиц и в 2-5 раз увеличить коэффициент выхода алмаза.
Аналогично осуществляют и другие примеры. Результаты испытаний и сопоставления с прототипом в приравненных условиях (при одинаковом составе исходной детонирующей смеси ВВ и графита, одинаковых геометрических размерах зарядов, однотипной газовой среде) приведены в таблице и показывают, что предлагаемый способ позволяет существенно повысить крупность получаемых алмазных частиц и в 2-5 раз увеличить коэффициент выхода алмаза.
Claims (2)
1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛМАЗОВ И АЛМАЗОПОДОБНЫХ ВЕЩЕСТВ в детонационной волне во взрывной камере, включающий формование комбинированного канального заряда, состоящего из слоя основного заряда взрывчатых веществ и дополнительного облицовочного в его внутренней полости из смеси взрывчатого вещества с углеродсодержащим материалом, подрыв смеси с последующим распылением образующихся продуктов синтеза газокумулятивной струей, отличающийся тем, что смесь взрывчатых веществ с углеродсодержащим материалом заключают в способную к газификации при взрыве углеродсодержащую 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.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что во взрывную камеру помещают дополнительный комбинированный заряд с оболочкой, располагая комбинированные заряды с оболочками напротив друг друга параллельно поверхности охлаждающей жидкости или с углом отклонения от поверхности до 10o.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5054471 RU2051093C1 (ru) | 1992-07-14 | 1992-07-14 | Способ получения алмазов и алмазоподобных веществ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5054471 RU2051093C1 (ru) | 1992-07-14 | 1992-07-14 | Способ получения алмазов и алмазоподобных веществ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2051093C1 true RU2051093C1 (ru) | 1995-12-27 |
Family
ID=21609420
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5054471 RU2051093C1 (ru) | 1992-07-14 | 1992-07-14 | Способ получения алмазов и алмазоподобных веществ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2051093C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102600769A (zh) * | 2012-04-06 | 2012-07-25 | 北京理工大学 | 一种高淬火速率的材料冲击合成及回收装置 |
CN103990418A (zh) * | 2014-04-29 | 2014-08-20 | 大连凯峰超硬材料有限公司 | 可降低粉末卸载温度的爆炸方法 |
RU185845U1 (ru) * | 2018-05-28 | 2018-12-19 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Новосибирский Государственный Технический Университет" | Устройство для получения алмазов и алмазоподобных материалов |
-
1992
- 1992-07-14 RU SU5054471 patent/RU2051093C1/ru active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. WO 82/00458, А 1, кл. C 01B 21/064, 31/06, 1982. * |
2. Патент РФ N 1821013, кл. B 22F 7/04, C 23C 24/04, 1993. * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102600769A (zh) * | 2012-04-06 | 2012-07-25 | 北京理工大学 | 一种高淬火速率的材料冲击合成及回收装置 |
CN102600769B (zh) * | 2012-04-06 | 2013-11-20 | 北京理工大学 | 一种高淬火速率的材料冲击合成及回收装置 |
CN103990418A (zh) * | 2014-04-29 | 2014-08-20 | 大连凯峰超硬材料有限公司 | 可降低粉末卸载温度的爆炸方法 |
CN103990418B (zh) * | 2014-04-29 | 2016-03-09 | 大连凯峰超硬材料有限公司 | 可降低粉末卸载温度的爆炸方法 |
RU185845U1 (ru) * | 2018-05-28 | 2018-12-19 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Новосибирский Государственный Технический Университет" | Устройство для получения алмазов и алмазоподобных материалов |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5087435A (en) | Polycrystalline diamond and method for forming same | |
US4089267A (en) | High fragmentation munition | |
US20090255432A1 (en) | Super compressed detonation method and device to effect such detonation | |
KR950703496A (ko) | 발폭성 혼합물과 에어백용 가스발생기 | |
RU2051093C1 (ru) | Способ получения алмазов и алмазоподобных веществ | |
US4790735A (en) | Materials processing using chemically driven spherically symmetric implosions | |
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 | |
Meyers et al. | Effect of shock pressure and plastic strain on chemical reactions in Nb Si and Mo Si systems | |
US3227642A (en) | Fluid processing apparatus and method | |
Shevchenko et al. | Detonation velocity of mechanically activated mixtures of ammonium perchlorate and aluminum | |
RU2230702C1 (ru) | Способ получения наноалмазов | |
US5271726A (en) | Apparatus for explosive shocking of materials | |
US4552742A (en) | Materials processing using chemically driven spherically symmetric implosions | |
JPH06316411A (ja) | 多結晶性bcn物質及びその製造方法 | |
RU2327637C1 (ru) | Способ получения детонационных наноалмазов | |
RU185845U1 (ru) | Устройство для получения алмазов и алмазоподобных материалов | |
RU2052378C1 (ru) | Способ получения синтетических алмазов | |
SU874165A1 (ru) | Устройство дл синтеза халькогенидов | |
JP4960550B2 (ja) | 超高圧の発生方法並びに物質の合成方法 | |
RU2137709C1 (ru) | Способ получения соединений металл-легкий неметалл | |
GB918880A (en) | Improvements in carbon products and in their production | |
JP2004314022A (ja) | 炭素誘導体含有材料の製造方法およびそれに用いる製造装置 | |
RU2179471C2 (ru) | Газогенератор | |
Rollins et al. | Penetration in granite by jets from shaped-charge liners of six materials | |
SE426813B (sv) | Partiklar av hogtet bornitrid med wurtzit-struktur |