DOI: https://doi.org/10.26642/tn-2017-2(80)-119-123

Комп’ютерне моделювання температурних полів в шестипуансонному апараті високого тиску при зміні складу композитного нагрівача

Тетяна Сергіївна Панасюк, Олександр Олександрович Лєщук, Павло Миколайович Присяжнюк

Анотація


На сьогоднішній день перспективними для вирощування одиничних кристалів алмазу методом температурного градієнту являються шестипуансонні апарати високого тиску кубічного типу. Експериментальне визначення розподілів температури в ростовому об’ємі займає багато часу та зусиль, тому доцільно використовувати комп’ютерне моделювання. За допомогою пакету програм ANSYS Workbench розроблена методика чисельного моделювання температурних полів в шестипуансонному АВТ в залежності від масової концентрації графіту в композитному нагрівачі. Встановлено, що зміна концентрації графіту від 7 до 50 % дозволяє змінювати температуру в характерних точках комірки високого тиску на 26–170 ºС, горизонтальний та вертикальний перепади температури в ростовому об’ємі на 66–69  С та градієнти температури в ньому на 3,8–14 град/мм.

Ключові слова


монокристалл; алмаз; метод температурного градієнту; шестипуансонний апарат високого тиску; чисельне моделювання

Повний текст:

PDF

Посилання


Li, Z.C., Jia, X.P., Huang, G.F., Hu, M.H., Li, Y., Yan, B.M. and others (2013), «FEM simulations and experimental studies of the temperature field in a large diamond crystal growth cell», Chinese Physics B., Vol. 22, No. 1, рр. 363–367.

Li, Y., Jia, X., Chen, N. and others (2016), «New assembly design suitable for tower-shaped large size singlecrystal diamond growth under high pressure and high temperature», The Royal Society of Chemistry, Vol. 19, No. 1, рр. 137–141.

Bruyak, V.A. (2008), Inzhenernyy analiz v ansys Workbench, Part 1, Samar. gos. tekhn. un-t, 271 p.

Kreith, F. and Black, W. (1972), Basic heat transfer, Harper and Row Publ., New York, 556 p., Translated by Anfimova, I.A. (1983), Mir Publ., Moskow, 512 p.

Vargafnik, N.B. (1972), Spravochnik po teplofizicheskim svoysvam gazov i gidkostey, Nauka Publ., Moskow, 720 p.

Okhotin, V.S. (1984), Teploprovodnost' tverdykh tel, Energoatomizdat Publ., Moskow, 320 p.

Zubchenko, A.S. (2003), Marochnik staley i splavov, Mashinostr. Publ., Moskow, 784 p.

Tumanov, V.I. (1971), Svoystva splavov sistemy karbid vol'frama – kobal't, Metallurgiya Publ., Moskow, 96 p.

Sosedov, V.P. (1975), Svoystva konstruktsionnykh materialov na osnove ugleroda, Metallurgiya Publ., Moskow, 336 p.

Khoroshun, L.P. and Maslov, B.P. (1980), Metody avtomatizirovannogo rascheta fiziko-mekhanicheskikh postoyannykh kompozitsionnykh materialov, Nauk. dumka Publ., Kiev, 156 p.

Panasyuk, T.S., Leshchuk, A.A., Lysakovskiy, V.V., Ivakhnenko, S.A., Zanevskiy, O.A., Kalenchuk, V.A., Van, Dufu and Van, Shenlin (2013), «Komp'yuternoe modelirovanie usloviy kristallizatsii almaza v apparatakh vysokogo davleniya bol'shogo ob"ema», Porodorazrushayushchiy i metalloobrabatyvayushchiy instrument – tekhnika i tekhnologiya ego izgotovleniya i primeneniya, sb. nauch. tr, In-t sverkhtv. materialov im. V.N. Bakulya NAN Ukrainy, Vol. 16, Kiev, pp. 251–257.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


  1. FEM simulations and experimental studies of the temperature field in a large diamond crystal growth cell / Z.C. Li, X.P. Jia, G.F. Huang and others // Chin. Phys. B. – 2013. – Vol. 22, № 1. – Pр. 363–367.
  2. New assembly design suitable for tower-shaped large size single-crystal diamond growth under high pressure and high temperature / Y.Li, X.Jia, N.Chen, L.Chen, L.Guo, C.Wang, G.Li, S.Sun, H.Ma // The Royal Society of Chemistry. – 2017. – № 19. – Pр. 137–141.
  3. Бруяк В.А. Инженерный анализ в Ansys Workbench : учеб. пособие. Ч. 1 / В.А. Бруяк. – Самар. гос. техн. ун-т, 2008. – 271 с.
  4. Крейт Ф. Основы теплопередачи / Ф.Крейт, У.Блэк. – М. : Мир, 1983. – 512 с.
  5. Варгафник Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей / Н.Б. Варгафник. – М. : Наука, 1972. – 720 с.
  6. Охотин В.С. Теплопроводность твёрдых тел : справ. / В.С. Охотин. – М. : Энергоатомиздат, 1984. – 320 с.
  7. Зубченко А.С. Марочник сталей и сплавов : справ. / А.С. Зубченко. – М. : Машиностр., 2003. – 784 с.
  8. Туманов В.И. Свойства сплавов системы карбид вольфрама – кобальт : справ. / В.И. Туманов. – М. : Металлургия, 1971. – 96 с.
  9. Соседов В.П. Свойства конструкционных материалов на основе углерода : справ. / В.П. Соседов. – М. : Металлургия, 1975. – 336 с.
  10. Хорошун Л.П. Методы автоматизированного расчета физико-механических постоянных композиционных материалов / Л.П. Хорошун, Б.П. Маслов. – К. : Наук. думка, 1980. – 156 с.
  11. Компьютерное моделирование условий кристаллизации алмаза в аппаратах высокого давления большого объема / Т.С. Панасюк, А.А. Лещук, В.В. Лысаковский и другие // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения : сб. науч. тр. – Киев : Ин-т сверхтв. материалов им. В.Н. Бакуля НАН Украины, 2013. – Вып. 16. – С. 251–257. 




Copyright (c) 2017 Тетяна Сергіївна Панасюк, Олександр Олександрович Лєщук, Павло Миколайович Присяжнюк

Ліцензія Creative Commons
Це видання ліцензовано за ліцензією Creative Commons Із Зазначенням Авторства - Некомерційна 4.0 Міжнародна.