Характеристики елементів спорядження реакційного об’єму авт

№	Елемент спорядження	Матеріал	Діаметр, мм	h, мм	Маса, г	Рис.
1	Теплоізоляційний диск	Пірофіліт	9,0	2,2	0,32	2.6а
			10,0	2,2	0,40	2.6б
			11,0	2,2	0,48	2.6в
			12,0	2,2	0,57	2.6г
			13,0	2,2	0,67	2.6д
2	Роздільний диск	Графіт МГ-ОСЧ	9,0	1,1	0,10	2.6а
			10,0	1,1	0,12	2.6б
			11,0	1,1	0,15	2.6в
			12,0	1,1	0,18	2.6г
			13,0	1,1	0,21	2.6д
3	Трубчатий нагрівник	Графіт МГ-ОСЧ	11,0х9,0	12,1	0,55	2.6а
			12,0х10,0	12,1	0,61	2.6б
			13,0х11,0	12,1	0,66	2.6в
			14,0х12,0	12,1	0,72	2.6г
			15,0х13,0	12,1	0,77	2.6д
4	Шихта на основі КНБ	КНБ + активуюча добавка	9,0	5,5	0,73	2.6а
			10,0	5,5	0,90	2.6б
			11,0	5,5	1,09	2.6в
			12,0	5,5	1,30	2.6г
			13,0	5,5	1,52	2.6д

а

б

Рис. 2.7 Температурне поле в АВТ тороїд-20 з внутрішнім діаметром циліндричного нагрівника 9 мм.. Ізотерми через 50⁰С (а) і через 10⁰С (б).

1 – вставка блок-матриці (ВК6),

2 – теплоізолюючий пірофілітовий диск;

3 – графітовий диск;

4 – зразок КНБ,

5 – вставка з літографського каменю;

6 – графітовий нагрівник. Температура – в ⁰С.

Для одержання композитів КНБ більшого діаметру (до 16 мм) застосовувався АВТ тороїд-30. На рис. 2.8 представлені різні варіанти схем спорядження робочого об’єму АВТ тороїд-30: з використанням для нагрівання тільки трубчастого графітового нагрівника (рис. 2.8, а) або комбінованого нагрівання (боковий і торцевий нагрів, рис.2.8, б, в). Порівняння градієнтів температур в схемах, зображених на рис. 2.8-б, -в (див. табл. 2.5) показує, що при однаковій геометрії елементів спорядження зміною їхнього електроопору і теплопровідності можна змінювати перепади температур у робочому об’ємі АВТ. Слід зазначити, що відносні перепади температур в робочому об’ємі АВТ тороїд-30 того ж порядку, що й в АВД тороїд-20 (див. табл. 2.4).

Для досягнення тиску 7,7 ГПа в АВТ тороїд-40 необхідно зусилля більш 40 МН, при цьому діаметр одержуваних полікристалів не перевищує 20 мм. Для спікання композитів КНБ діаметром 25 мм був обраний АВТ типу ковадло з заглибленнями з стальними блокматрицями (див. рис. 2.2, а) з діаметром лунки 55 мм, що дозволяє генерувати тиск до 5 ГПа в робочому об’ємі до 15 см³. Застосовувався непрямий нагрів робочого об’єму АВТ. Використання торцевих теплоізоляційних дисків і торцевих нагрівників забезпечувало мінімальні перепади температури по діаметрі і висоті зразка.

Оптимізація конструкції проводилася шляхом цілеспрямованої зміни розмірів і властивостей елементів ячейки високого тиску. На рис. 2.9 показано схеми спорядження робочого об’єму ЯВТ для випадку спікання в одному досліді двох (а) і однієї (б) пластини. За рахунок оптимального поєднання бокового і торцевого нагрівання, а також розмірів і властивостей елементів спорядження ЯВТ перепади температур в реакційному об’ємі значно нижчі, чим у випадку застосування АВТ тороїд-20 і тороїд-30 (не більше 14 К/мм для схеми з двома пластинами і не більше 7 К/мм для схеми з однією пластиною, в той час як для тороїда перепади температур перевищували 50 К/мм, див. табл.2.5).

Таблиця 2.4