Устройство и способ уплотнения порошковых материалов - RU2015137922A

1. Устройство для уплотнения порошковых материалов, снабженное рабочей камерой, прессом, соединенным с верхним электродом и нижним электродом, с размещением в пресс-форме между ними уплотняемого порошка, к которому пресс прикладывает давление, причем к верхнему и нижнему электроду подсоединен емкостный контур с блоком питания и с сильноточным переключателем для замыкания емкостного контура через спекаемый образец, отличающееся тем, что сильноточный переключатель представляет собой транзисторный переключатель (7).

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что рабочая камера (2) имеет вакуумное уплотнение и снабжена вакуумной системой для спекания при пониженном окружающем давлении, причем электроды (3) и (4) изолированы от рабочей камеры (2).

3. Устройство по любому из пп. 1-2, отличающееся тем, что рабочая камера (2) имеет вакуумное уплотнение и дополнительно снабжена средствами дозирования газа для спекания в рабочем газе.

4. Устройство по любому из пп. 1-2, отличающееся тем, что транзисторный переключатель (7) содержит восемь транзисторов, соединенных параллельно.

5. Устройство по любому из пп. 1-2, отличающееся тем, что транзисторный переключатель (7) выполнен с возможностью формирования прямоугольных импульсов.

6. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что транзисторный переключатель (7) выполнен с возможностью подачи энергии в спекаемый набор в форме коротких импульсов с одинаковой высокой амплитудой и с возможностью подачи той же энергии в форме циклической колебательной затухающей волны разряда конденсаторной батареи, в зависимости от формы волны управляющего сигнала.

7. Устройство по любому из пп. 1-2, 6, отличающееся тем, что транзистор в транзисторном переключателе (7) подсоединен к управляющему контуру (60), содержащему ветвь (61) с регулируемой задержкой на включение и ветвь (62) с регулируемой задержкой на выключение.

8. Устройство по любому из пп. 1-2, 6, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено средствами (10, 11) измерения температуры.

9. Устройство по любому из пп. 1-2, 6, отличающееся тем, что емкостный контур представляет собой конденсаторную батарею (6) с эквивалентной емкостью в диапазоне 50-1000 мкФ и максимальным рабочим напряжением 15 кВ.

10. Способ уплотнения порошковых материалов, в котором спекаемый порошок размещают в пресс-форме между двумя электродами, соединенными с оказывающим давление прессом, прикладывают к электродам напряжение через емкостный контур с блоком питания, замыкаемый сильноточным переключателем, отличающийся тем, что спекаемый порошок подвергают одновременному воздействию давления в диапазоне 1-200 МПа и уплотнению импульсами электрического тока интенсивностью 1-80 кА, повторяемыми с частотой от 0,1 Гц до 100 Гц и генерируемыми путем открывания и закрывания сильноточного переключателя, представляющего собой транзисторный переключатель (7).

11. Способ по п.10, отличающийся тем, что импульсы электрического тока генерируют путем разряда батареи конденсаторов в емкостный контур, заряжаемый до напряжения 0,5-15 кВ.

12. Способ по любому из пп. 10-11, отличающийся тем, что на транзисторный переключатель подают управляющий сигнал, разъединяющий контур разряда конденсаторной батареи в ходе разряда, и тем, что момент выключения транзистора выбирают так, что получают прямоугольный импульс тока разряда конденсаторной батареи.

13. Способ по любому из пп. 10-11, отличающийся тем, что уплотнение выполняют при температуре в диапазоне от 0,5 до 0,8 от температуры плавления уплотняемого материала или от температуры плавления матрицы уплотняемого материала.

14. Способ по любому из пп. 10-11, отличающийся тем, что спекаемый порошок выбирают из группы порошковых материалов, представляющих собой металлические материалы, керамические материалы, интерметаллические материалы и композиты, содержащие металлическую матрицу и диспергированные неметаллические частицы или смеси перечисленного.

15. Способ по п. 14, отличающийся тем, что порошковый материал выбирают из группы, содержащей, в частности, алмаз, кубический нитрид бора, Al₂O₃, SiC, Si₃N₄, WC, Та, ZrO₂, TiC, TiN и смеси перечисленного в матрице из твердого материала, выбранного из группы, содержащей, в частности, спеченные карбиды или материалы с высокой теплопроводностью, выбранные из группы, содержащей, в частности, вольфрам, молибден, алюминий, медь или смеси перечисленного.