Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Хаджи В.Е. -> "Синтез минералов Том 1" -> 142

Синтез минералов Том 1 - Хаджи В.Е.

Хаджи В.Е. Синтез минералов Том 1 — М.: Недра, 1987. — 487 c.
Скачать (прямая ссылка): sintezmineralovt11987.djvu
Предыдущая << 1 .. 136 137 138 139 140 141 < 142 > 143 144 145 146 147 148 .. 212 >> Следующая


1 — контейнер; 2 — реакционный объем; 3 — датчик давления; 4 — изолирующая прокладка (бумага); 5 — графит; 6 — защита реакционного объема; 7 — нагреватель

шин в цепи нагрева измерять электрйсопротивление датчика на переменном токе. Сигнал, пропорциональный скачку сопротивления, переступает (при положении переключателя Пі «калибровка») с трансформатора тока TT через фазовый детектор Д1Д2С1С2 на индикатор (рЛ) и фиксируется. В положении переключателя «синтез» схема калибровки отключается. Максимальная погрешность оценки давления при комнатной температуре по данной методике с использованием описанного устройства для камер объемом (2,5—85)-ICh6 м3 составляет +0,05—0,08 ГПа. Для камеры типа «наковальня с углублениями» зависимость давления в реакционном объеме от усилия пресса в интервале до 4,5 ГПа близка к линейной (см. рис. 107, б). Уменьшение наклона этой зависимости с увеличением объема камеры указывает на снижение эффективности генерации давления.

Нагрев камеры до рабочих температур приводит к возрастанию давления в ней. Прирост давления вызван в основном термическим расширением материалов контейнера. В аппаратуре типа «наковальня с углублениями» при нагреве реакционного объема до 1500—1700 К давление возрастает на 17—64% от исходного при комнатной температуре.

В аппаратуре для синтеза алмаза наиболее оптимален контроль температуры, сочетающий измерения с помощью термопар и оценку температуры по ее зависимости от электрической мощности нагрева. Метод применим как при изучении теплового поля, так и для контроля температуры в реакционном объеме при кристаллизации алмаза. При указанных измерениях обычно применяются хромель-алюмелевая (XA) —в диапазоне до 1570 К ипла-тина-платинородиевая Pt — Pt* 10% Rh (ПП-1) в интервале 1570—1870 К термопары. Использование этих датчиков определяется их высокой стабильностью и воспроизводимостью отсчетов,

324 а

Рис, 107. Схема калибровки реакционного объема по давлению (а) и калибровочные зависимости камер объемом 2,5- 10~6 (б), 11,5- 10~6 (в) и 85-IO-6 м3 (г):

Штриховкой показан реакционный объем

пластичностью и достаточной механической прочностью электродов, а термопары XA характеризуются также высоким коэффициентом термо-э. д. с. и малой теплопроводностью электродов. Измерения обычно проводятся потенциометрическим методом регистрирующими приборами с ручной компенсацией, например, ПП-63 или автоматическими ПДС-021, ЭПП-09 и др.

Основные трудности, возникающие при подготовке и проведении измерений температуры в камере синтеза с помощью термопар, связаны с обеспечением целостности электродов, учетом вклада искажающих тепловых потоков по вводам и дрейфам термодатчиков. Предохранение термоэлектродов от разрушения

325 достигается снижением воздействующих на них растягивающих напряжений. Это обеспечивается размещением вводов в специальных канавках в кромках наковален вне зоны наибольших напряжений и интенсивного течения материала контейнера или оптимизацией формы и размеров контейнера и каналов для электровводов в нем. В последнем случае термоэлектроды размещаются в каналах с увеличивающимся от центра к периферии диаметром и могут иметь форму спирали, а каналы заполняются веществом с коэффициентом внутреннего трения меньшим, чем у материала контейнера, например тальком.

Неоднородное поле температур в рабочем объеме камеры высокого давления в камере синтеза определяет интенсивные тепловые потоки по электродам термопары, искажающие температуру в месте установки спая датчика. Оценить соответствующую погрешность измерения, имеющую систематический характер, позволяет изучение распределения температуры по длине термоэлектрода. Оценки, полученные таким образом, при давлении 3,7— 4 ГПа (рис. 108) показывают, что с увеличением реакционного объема камеры, уменьшением сечения электродов и теплопроводности их материала погрешность снижается. С повышением температуры ошибка измерения растет.

Основной причиной дрейфа термопар в условиях синтеза алмаза является их загрязнение примесями, диффундирующими при наличии градиента температуры из окружающей среды и защитных оболочек. Нестабильность легко оценить экспериментально по изменению во времени отношения отсчетов двух датчиков, установленных в идентичном положении в реакционном объеме, один из которых контактирует с активной средой, другой — с инертной. Зафиксированный подобным образом дрейф при среднем термо-ірадиенте 35-IO3 К/м, р = 3,7—4 ГПа и 7=1270 К с использованием в качестве инертной среды Al2O3 (марки ХЧ) был максимален для ХА-датчика в' контакте с графитом и за 180 мин составил 9 %. Для ПП-1 за то же время дрейф не превысил 1,5 % (рис. 108, в). В контакте с фторфлогопитом и материалом «А1203 +жидкое і стекло» термопара XA в пределах ошибки измерения стабильна при 1270 К в течение не менее 360 мин. Для ПП-1 в тех же условиях зафиксирован дрейф со скоростью 7 • IO-3 К/с, обусловленный в первом случае загрязнением датчика примесями (особенно железа), присутствующими в сплаве, во втором — образованием силицида платины. Эффективная защита термопар при температурах 1300—1900 К в длительных режимах синтеза обеспечивалась с помощью стандартных керамических чехлов и экранов на основе окислов Al2O3 и BeO.
Предыдущая << 1 .. 136 137 138 139 140 141 < 142 > 143 144 145 146 147 148 .. 212 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed