[發(fā)明專利]可降低粉末卸載溫度的爆炸方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410176274.6
• 申請日: 2014-04-29
• 公開（公告）號: CN103990418A
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張凱;張路青
• 申請（專利權(quán)）人: 大連凱峰超硬材料有限公司
• 主分類號: B01J3/08
• 分類號: B01J3/08
• 代理公司: 大連非凡專利事務(wù)所 21220
• 代理人: 閃紅霞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種爆炸壓實(shí)方法，尤其是一種操作簡單、成本低廉、可降低粉末卸載溫度的爆炸方法。

背景技術(shù)

爆炸壓實(shí)或沖擊壓實(shí)是用爆炸能量推動飛片高速打擊粉末，在粉末中產(chǎn)生沖擊波，沖擊波通過粉末時產(chǎn)生高溫、高壓，使粉末產(chǎn)生相變，或沖擊波將粉末壓實(shí)，使其發(fā)生反應(yīng)而產(chǎn)生新的物質(zhì)。如納米多晶金剛石，立方氮化硼就是沖擊相變合成的產(chǎn)物，碳化硼、氧化鈰則是壓實(shí)粉末發(fā)生反應(yīng)而產(chǎn)生的新物質(zhì)。

爆炸所產(chǎn)生的沖擊波壓力消失，稱之為壓力卸載；壓力卸載時相對應(yīng)的粉末溫度稱之為卸載溫度。在爆炸多晶金剛石的相變理論中，高溫、高壓是石墨相變?yōu)榻饎偸谋匾獥l件，當(dāng)卸載溫度過高時，部分生成的金剛石就會逆變?yōu)槭苯佑绊懡饎偸霓D(zhuǎn)化率。

以往的爆炸壓實(shí)方法是在模具內(nèi)裝上粉末（如石墨粉、石墨與金屬混合粉、石墨與金屬、樹脂的混合粉等等），經(jīng)過壓力機(jī)預(yù)壓，將其壓至具有空隙率為10~25%的多孔粉末體；之后，將內(nèi)裝有粉末體的模具放置在金屬板（動量導(dǎo)出板）上并置于爆炸裝置的飛片下方，模具與爆炸裝置的飛片保持一定的距離（架高）；點(diǎn)燃爆炸裝置的雷管，使爆炸裝置中的炸藥柱爆炸，推動飛片以一定的飛行速度撞擊粉末壓實(shí)體……最后，回收散落的粉末灰，并對粉末灰進(jìn)行篩選、沖洗以及用化學(xué)制劑進(jìn)行殘余未相變粉末處理，即得到所需要的產(chǎn)品。

由于粉末中有10~25%的空隙，加之金屬板的密度為100%結(jié)晶密度，爆炸所產(chǎn)生的沖擊波進(jìn)入粉末后，粉末空隙中的氣體分子都被驅(qū)趕到激波前沿，最后所有空隙中的空氣都被金屬板（動量導(dǎo)出板）阻隔而滯留在金屬板的內(nèi)表面上，形成一個氣體薄層，氣體薄層就會在沖擊波的作用下產(chǎn)生絕熱壓縮，從而嚴(yán)重地增加了粉末的附加溫度。粉末的過度附加溫升迭加在用德拜理論計算出來的沖擊溫度之上，使粉末的實(shí)際溫升達(dá)到了一個很高水平，從而大幅地提升了壓力卸載時的卸載溫度，如達(dá)到900℃以上，最終加大了諸如金剛石等產(chǎn)品的逆變，降低了產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化率。

中國專利號為200710012257.9為發(fā)明專利，公開了一種“可消除附加溫度影響的爆炸壓實(shí)方法”，具體方法是將粉末置于模具中制成粉末壓實(shí)體；將內(nèi)裝有粉末壓實(shí)體的模具置于爆炸裝置中的飛片的下方，在粉末壓實(shí)體的下面相接有金屬層，金屬層下面有非金屬支撐板；引爆爆炸裝置中的炸藥柱；回收粉末灰，對粉末灰后處理。金屬層可為銅或鐵或鈷等，非金屬支撐板為塑料板或木板或紙板等。所設(shè)置的金屬層即能同以往的動量導(dǎo)出板一樣使反射擊波的強(qiáng)度等于或稍大于入射擊波，同時亦能將因粉末空隙而產(chǎn)生的氣體薄層散失在金屬層內(nèi)，不產(chǎn)生嚴(yán)重的氣體絕熱壓縮，從而不產(chǎn)生附加溫度。

上述專利方法雖然消除了附加溫度對粉末相變轉(zhuǎn)化率的直接影響，且可使卸載溫度相對降低，但是卸載溫度依然能夠達(dá)到800~900℃，還是會使金剛石產(chǎn)生部分相變，其金剛石轉(zhuǎn)化率只能達(dá)到36%，沒有從根本上消除卸載溫度所產(chǎn)生的不利影響，這一問題成為人們一直渴望解決但始終未能獲得成功的技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述技術(shù)問題，提供一種操作簡單、成本低廉、可降低粉末卸載溫度的爆炸方法。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：一種可降低粉末卸載溫度的爆炸方法，其特征在于如下步驟：

a.?將粉末置于模具中制成粉末壓實(shí)體；?

b.?將內(nèi)裝有粉末壓實(shí)體的模具置于爆炸裝置的飛片的下方，模具上面有金屬蓋板，在粉末壓實(shí)體的下面相接有金屬層，金屬層下面相接有非金屬支撐板；

c.??在粉末壓實(shí)體的正下方設(shè)有內(nèi)置水的槽體，粉末壓實(shí)體的橫截面小于槽體的槽口，非金屬支撐板與水的水平面間距為2~100mm，所述水與粉末壓實(shí)體的質(zhì)量比至少為2：1且水深度至少為100mm；

d.?引爆爆炸裝置中的炸藥柱；

e.?回收粉末灰，對粉末灰后處理。

本發(fā)明可使粉末在沖擊波壓力剛卸載（壓力為零）時進(jìn)入水中，在不影響金剛石等產(chǎn)物生成率的前提下，有效降低了卸載溫度，避免金剛石等產(chǎn)物因卸載溫度過高所出現(xiàn)的逆變問題，提高了金剛石的轉(zhuǎn)化率且具有操作簡單、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例的示意圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：

如圖1所示，按照如下步驟進(jìn)行：

a.?同現(xiàn)有技術(shù)一樣，將石墨粉、石墨與金屬混合粉、石墨與金屬、樹脂的混合粉等粉末置于下面有蓋板4的模具1中制成粉末壓實(shí)體2；?