Патент №2475449 - Способ динамического синтеза ультрадисперсного кристаллического ковалентного нитрида углерода c3n4 и устройство для его осуществления

Группа изобретений относится к физике низкотемпературной плазмы и плазмохимии, а также к области электротехники и электрофизики, а именно к ускорительной технике, и может быть использована для генерирования высокоэнтальпийных струй углеродсодержащей электроразрядной плазмы и получения ультрадисперсных кристаллических фаз твердых и сверхтвердых материалов. Способ заключается в реализации плазмохимической реакции синтеза в скачке уплотнения ударно-волновой структуры гиперскоростной импульсной струи углеродной электроразрядной плазмы, истекающей в замкнутый герметичный объем, заполненный газообразным азотом, при этом синтез осуществляют в скачке уплотнения, возникающем при взаимодействии двух синхронных равноэнтальпийных гиперскоростных струй углеродной электроразрядной плазмы, истекающих встречно по одной оси из стволов двух одинаковых ускорителей, причем гиперскоростные импульсные струи углеродной электроразрядной плазмы генерируют при одинаковых импульсах тока электропитания ускорителей амплитудой 140 кА, мощностью разряда 145 МВА при подведенной энергии 30 кДж. Способ осуществляют в устройстве, выполненном в виде коаксиально размещенного внутри соленоида 8 цилиндрического электропроводящего ствола, выполненного из графита, внутри которого размещена плавкая перемычка 5 из ультрадисперсного углеродного материала, электрически соединяющая начало цилиндрического электропроводящего ствола и центральный электрод, который присоединен к одной клемме цепи питания ускорителя, вторая клемма которой присоединена к концу соленоида 8, удаленному от центрального электрода, второй конец соленоида 8 электрически соединен с началом ствола, вершина центрального электрода, начало ствола и начало соленоида размещены в одной плоскости, перпендикулярной оси ствола, а корпус 7 узла центрального электрода выполнен из магнитного материала и перекрывает зону размещения плавкой перемычки 5, длина части перекрывающей зону размещения плавкой перемычки составляет 40-50 мм, а ее внешняя поверхность выполнена конусообразной, при этом ствол ускорителя выполнен в виде внутреннего 1 и внешнего 2 токопроводящих цилиндров, коаксиально расположенных один в другом и электрически связанных по всей поверхности сопряжения, а центральный электрод выполнен по длине составным из наконечника 3 и хвостовика 4, внутренний цилиндр 1 и наконечник 3 выполнены из графита, внешний цилиндр 2 - из прочного немагнитного металла, хвостовик 4 - из конструкционного металла с высокой электропроводностью, свободные концы стволов обоих ускорителей с помощью проходных изоляторов-уплотнителей 20 закреплены в осевых отверстиях дискообразных металлических крышек 21, которые герметично присоединены к противоположным концам металлического цилиндрического корпуса 22 камеры-реактора, обеспечивая встречное, соосное и симметричное расположение стволов по продольной оси камеры-реактора, которая заполнена газообразным азотом. Изобретение позволяет увеличить выход ожидаемой фазы нитрида углерода и снизить содержание загрязнений в продукте динамического синтеза. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.