Наковальня Бриджмена - Метод интенсвиной пластической деформации кручением под высоким давлением

Профессор Гарвардского университета Перси Уильямс Бриджмен (1882-1961) в свое время был известным специалистом в области физики и техники высокого давления. Этой теме он посвятил свои способности изобретателя и мастерство. В 1941 году были начаты совместные работы по получению искусственного алмаза. Вскоре он убедился, что только высокого давления недостаточно для осуществления перехода графита в алмаз. Даже при высоких давлениях, но без нагревания, в графит не происходило изменений. Уяснив важность этого параметра, Бриджмент продолжил эксперименты при более высокой температуре. Для этого ему пришлось усовершенствовать используемый аппарат высокого давления. Основой конструкции, которого являлся гидравлический цилиндрд. Бриджмент дополнил его вторым поршнем. Перемещающееся навстречу друг другу поршни служили пуансонами. Разработанная им камера получила название наковальня Бриджмена. Пуансоны - наковальни сдвигались мощным гидравлическим прессом между плоскими рабочими участками наковален размещался экспериментальный образец, заключенный в пластичный материал, в качестве которого использовался пирофиллит (Al2O3 4SiO2 H2O). Достоинство пирофиллита при высокмих нагрузках - его малая сжимаемость, позволявшая хорошо передавать усилие на образец. Под давлением перофиллит растекался между пуансонами и создавал запирающее кольцо, в результате чего обеспечивалось герметизация рабочей камеры. Пуансоны были изготовлены из твердого сплава карболоя (карбид кремния и цементированный кобольт).

Внутрь рабочей камеры помещались также термит, необходимый для получения температуры до 30000С, и сосуд с прокаленным графитом. В течение нескольких секунд тысячетонный пресс создавал огромное давление, а термит - высокую температуру. Эта установка с плоскими накавальнями позволила достигать давления 425 кбар (42,5 Гпа) при комнатной температуре и 70 кбар (7Гпа) при температуре красного каления.

Наряду с достоинствами наковальня Бриджмена обладала еще и существенными недостатками. Ее рабочая камера имела весьма ограниченный реакционный объем. Поддержание в ней высокой температуры затруднялось большой утечкой тепла.

схема камеры высокого давления бриджмена (наковальня бриджмена)

Рисунок 6 Схема камеры высокого давления Бриджмена (наковальня Бриджмена)

Похожие статьи




Наковальня Бриджмена - Метод интенсвиной пластической деформации кручением под высоким давлением

Предыдущая | Следующая