Способ обработки веществ дина-МичЕСКиМ дАВлЕНиЕМ Советский патент 1981 года по МПК B01J3/08 

(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ВЕЩЕСТВ ДИНАМИЧЕСКИМ ДАВЛЕНИЕМ

. . .,- ; 1 Изобретение относится к обработке веществ динамическим давлением с использованием энергии взрыва или удара и может быть использовано для попучения сверхтвердых материалов, новых металлических структур, модифицированных полимеров и pp. . Известен способ обработки веществ динамическим давлением, включающий по мещение вещества внутри металлической ампушл ;расположенной на ксассивном ме.таллическрм блюмсе. . (Ампула с веществом; размещена внутри охранного кольца. Одностороннее импульсное давление созда ется путем торможения продуктов детонации заряда взрывчатого вещества (ВВ), распопоженнсмго в контакте с ампуле, или ударом пластины, разогнанной до высокой скорости продуктами взрыва 1. Недостатком этого способа является то, что обработка импульсным давлением свыше 0,6 млн. атм. требует резкого увеличения габаритов заряда и блюмса, а также усложнения ускоряющих систем. Превышение указанного предела,давлений при контактном одностороннем воздействии вообще невозможно кз-аа ограниченной мощности современных взрывчатых веществ (ВВ). Цель изобретения - повьпиение предела динамических давлений и снижение, материальных затрат на прсжсесс об рботки. Поставленная цель достигается тем, что в способе, включающем о аботку вещества дина мическим давлением, создава-: емым метательными пластинами на образцы веществ, помещенных в металли ческие ампулы, образцы веществ в ампулах симметрично размещают на противопопшшых . прокладкии на образцы ошовременно воздействуют динамическим давлением. В каждой яз ампул могут быть размещены несколько образцов различных веществ. По сравнению с односторонним нагружением давление обработки увеличивается более чем в два раза в результате столкновения волн в центре конструкции и об,38 разования отраженных волн. Разновременность .срабатывания используемых уст ройств одностороннего нагружения смещает место встречи волн внутрь корпуса одной из ампул, которая в результате раз рушается, а размещенные в ней вещества разбрасываются.. По предлагаемому способу ампулы размещают на противоположных сторойах компенсирующей прокладки. На чертеже предстйвлена схема одного из простейших вариантов конструктивисто оформления способа. Схема содержит пластины-ударники 1, ускоряемые тем или иным путем} металли ческие ампулы 2 с офабатьшаемым веществом 3, помещенные в расточках охра нных-колец 4 по обе cTqsoHbi проклад ки 5, которая может быть изготовлена из различнь х конструкционных мате шапов В динамике процесс обработки начина ется с давления РОДНОСТ. которое возника ет при соударении пластин 1 с ампулами .2. Столкновение первичных воян внугри прокладки 5 приводит к возникновению РСТОЛКН. 2 Р(Аноот. Процесс заканчивается после взаимодействия волн сжатия н разгрузки, гфичем охранные копыаа 4 и прокладки 5 разрушаются. Обработан ные вещества 3 подвергают исследован шб или вспользу1ОТ после их извлечения яз ампул 5. Пример 1. Проводят одшжремен. ную обработку двух различных веществ при начальнсйтемпературе +2О С. Образец f представляет собой днск Ф 15 мм и высотой 1 мм. Те же размеры имеет нвтрвда бора, изготовленный из графитопоао М{ модифика внв &Н пресссюанием. Образцы (ещены в выточках резьбовых пробс« ампулы из нержавеющей сталв, а :jco6paHHbte ампулы в расто ах стальных охранных колец 0 ЮО мм и размещены пр им стсро . нам стальной прсжладкиJ lOO мм« мм. Ускоряющие устройства состоят из медных пластин f6 6О мм, h 6 мм, зарядов ВВ-тротил 0 SO мМ, ti 6О м и л|газ плоского фронта. Конструкцию монтируют так, что удар ники образцы, прокладка находятся в го ризонтальной плоскости, б1аза полета удар ников составляет 2О мм, скорость у 2 км/сек, что обеспечивает обработку динамическим давлением PC, то л к и 1,2 млн. атм. (РОДHOOT. . атм).В результате проведения процесса не происходит разрушения обеих ампул, кото 3 рыо затем вскрываются на токарном станке, а обработанные вещества подвергаются исследованию. Согласно рентген6структ рному анализу в образце Р ; в результате обработки образуется (jp -фаза, а в образце графи- топодобного BN -плотная вюртцитоподобная модификация. П р и м е р 2. Аналогично примеру 1 проводят обработку образцов полиэтилена и полистирола. Для снижения деструкции полимеров начальная температура понижается до -78°С охлаждением ампул с образцами, охранных колец и прокладки твердой углекислот й1. Для более плавного, квазиизэнтропнческсто сжатия ударника 1 заменяются на свстемы пластин (медь 6 мм, алюминий 2 мм и плёксиглаз 1 мм). Для увеличения скорости медной пластины до - км/сек, используется бояее мощное, чем в примере 1, ВВ-ТГ 5О/:6О, что обеспечивает обработку давлением .7 млн.атм. (при Рддцдду 0,65 млн. ат.м.). После обработки из ампул извлекаются пояугфозрачные образны полиэтилена и полистрола, причем следы деструкции отсутствуют. . Использование предлагаемсяо способа обеспечивает по сравнению с известным следующие преимущества: увеличение предела давления с аботки более чем в два разаоза ечет столкновения Bomi сжатия; снижение расхода ВВ при одинаковом дйвлении обработки. Так, для.достин ения давления 1,2 млн, атм. при «одностороннем воздействии по известному Способу необходимо в 5 раз больше ВВ; снижение расхода металла на изготовление блюмса, так как при столкновении волн сжатия импульс в направлении удара компенсируется автоматически. / . . Фор м у. л а из обр е т е tt н„я Способ о аботкн веществ динамйческим давлением, создаваемым метательными пластинами на образцы веществ, помещенных в металлические ампулы, i отличающийся тем, что, с целью повьшения предела динамических давлений и снижения материальных затрат на процесс, веществ в .ампулах симметрично размещают на противоположных сторонах прокладки и на образцы одно еменно воздействуют динамическим давлением. Источники информации, Щ)инятые во внимание при экспертизе 1. Патент США № 34О1О19, кл, 23-2О9.1, 1968 (прототип).