Brevet FR2063995A1 — publié le 19710716

la présente invention concerne un dispositif permettant de réaliser de très hautes pressions dans une enceinte close le dispositif suivant l'invention comprend essentiellement, disposés entre deux points considérés comme fixes et leur servant de point d'appui, un levier thermique, avantageu- sement constitué par une barre métallique soumise alternativement à des cycles de chauffage et de refroidissement et un piston sur lequel agit ladite barre , les surfaces en contact de la barre et du piston étant choisies de façon à multiplier sur le piston l'effort fourni par la barre, ce piston étant susceptible de se déplacer dans une cavité dans laquelle est placée une matière à traiter , les cycles de chauffage et de refroidisse ment de la barre étant prévus de façon à déterminer un déplacement lent et progressif du piston dans la cavité, avec conservation du gain acquis pendant chaque cycle Les divers caractéristiques et avantages de ltin- vention ressortiront de la description qui va suivre et dans laquelle on sé réfère au dessin schématique ci-joint , d'une de ses formes possible de réalisation, étant entendu qu1il s'agit uniquement d'un exemple et que toutes autres formes, proportions et dispositions pourraient être adoptées sans sortir du cadre de l'invention Dans l'exemple traité, le dispositif est constitué comme suit Une barre métallique a est disposée dans un encadrement rigide, représenté schématiquement en b .Cette barre, dont la longueur est importante par rapport à la section, sans toutefois dépasser une certaine valeur, pour éviter le flambage1 s' appuie, par l'une de ses extrémités , sur le coté correspondant b1 , du cadre rigide b par son autre extrémité sur une plaque c , de surface supérieure à la surface d'appui de la barre La plaque c est reliée a' une seconde plaque d par des tirants e, e1 sur lesquels la plaque c peut se déplacer et dont les extrémi tés, filetées , reçoivent des écrous f, f1 . Dans l'axe de la poussée exercée par la barre a est disposé un piston g , susceptible de se déplacer dans la cavité h d'une masselotte a . Le piston g est au contact direct de la plaque c , ou par l'intermédiaire d'une contre-plaque å .Dans la cavité h est introduit X à l'opposé du piston g , un second piston k , qui s'appuie sur le ctté correspondant b2 du cadre rigide b , directement ou par l'intermédiaire de cales , telles que m . Enfin, des cales d'épaisseur n, n1 , en nombre voulu , sont prévues pour être intro- duites entre la barre a et le côté correspondant b1 du cadre rigide b le dispositif fonctionne de la façon suivante Chauffée à une température déterminée, fonction entre autre du coefficient de dilatation du métal dont elle est faite , la barre a se dilate ç cette dilatation se traduisant puisque la barre s'appuie sur le coté b1 du cadre rigide b X par une poussée dirigée ( flèche B) vers la plaque c s'exerçant sur cette plaque laquelle se déplace sur les tirants e et exerce à son tour une poussée , par exemple par l'intermédiaire de contreplaques telles que .i , sur le piston g , étant observé que l'en- semble fonctionne alors comme un multiplicateur dgeffort me piston g progresse dans la cavité oh et introduite la matière à traiter , à l'encontre du piston opposé k s'appuyant sur le cgté b2 du cadre rigide b La barre , une fois parvenue à sa dilatation maxi- male , l'ensemble est maintenu dans la position atteinte par blocage de la plaque c au moyen des écrous o , f1. La barre est ensuite refroidie. Elle présente alors un jeu ( retrait thermique) qui est rattrapé, da côte de sa surfs ce d'appui b1 , par introduction diane ou plusieurs cales , telles que n , n1 Un nouveau cycle peut ainsi recommencer et ainsi de suite L'avancement lent et progressif du piston g dans 1a cavité de la masselotte permet de réduire le volume de cette cavité , préalablement remplie de matière à traiter, en determinant dans cette cavité une pression qui, en choisissant convenablement le rapport des surfaces en contact de la barre , de la plaque et du piston, est susceptible d'atteindre des valeurs très élevées .Une telle hyperpression peut être mise à profit pour étudier le comportement d'une matière introduite dans cette cavité , ou réaliser une modification de la structure interne de cette matière . Dans cet ordre d'idées , le dispositif,suivant l'in vention peut être utilisé pour la transformation du carbone amor phe en diamant Bien entendu , un joint en toute matiere convehable est prévu pour obtenir l'étanchéité du piston lors de son déplacement dans l'enceinte et également l'évacuation de l'air contenu dans la matière . On peut également envisager le remplissage sous vide de l'enceinte .Celle-ci peut tre soumise à différents traitements thermiques et/ou physiques, tels que par exemple vibrations , ultra-sons , chocs etc Il convient de noter qu'un temps long du cycle de chauffage et de l'intercycle est favorable , car il permet aux matériaux utilisés pour constituer les différentes parties du dispositif de mieux résister aux charges et résistances qui leur sont appliquées L'invention peut donner lieu à diverses variantes sans pour autant s'écarter de son principe . C'est ainsi que la plaque c de poussée peut être maintenue en position d'élongation maximale de la barre par des moyens amovibles intercalés entre la plaque et le cadre rigide , ces moyens pouvant consister en plaques , cales ou l'équivalent. Au lieu d'une barre a unique, on peut utiliser plusieurs barres . quant au contre-piston, il peut au lieu de s'appyFr sur le cadre rigide , être soumis à l'action d'une masse d'importance voulue, le dispositif étant alors vertical REVENDICATIONS 1) Dispositif pour l'obtention de très hautes pressions dans une enceinte close contenant une matière à traiter , qui-comprend essentiellement , disposés entre deux points considérés comme fixes et leur servant de,point d'appui, un levierther- mique avantageusement constitué par une barre métallique, soumise alternativement à des cycles de chauffage et de refroidissement et un piston sur lequel agit ladite barre , les surfaces en contact de la barre et du piston étant choisies de façon à multiplier sur le piston l'effort fourni par la barre , ce piston étant susceptible de se déplacer dans une cavité dans laquelle est placée une matiere à traiter , les cycles de chauffage et de refroidissement de la barre étant prévus de façon à déterminer un déplacement lent et progressif du piston dans la cavité , avec conservation du gain acquis pendant chaque cycle. 2) Dispositif suivant 1) qui comprend un cadre rigide, une barre métallique s'appuyant sur l'un des côtés du cadre rigide , au contact , par l'autre extrémité , avec une plaque métallique de surface supérieure à la surface d'appui de la barre, un piston sur lequel agit ladite plaque , une cavité remplie de matière à traiter , dans laquelle est susceptible de se déplacer ledit piston et un second piston, opposé au premier piston, le second piston prenant appui sur le cté correspondant du cadre rigide 3) Dispositif suivant 1 et 2 dans lequel la plaque sur laquelle agit la barre est reliée à une seconde plaque fixe, par des tirants ou l'équivalent , le long desquels elle peut se déplacer. 4) Dispositif suivant 1 à 3 qui comporte des moyens pour bloquer la barre opérant comme levier thermique dans une position cor respondant à sa dilatation maximale 5) Dispositif dans lequel les moyens suivant 4 consistent en des écrous coopérant avec les extrémités filetées des tirants suivant 3 6)Dispositif suivant 4 dans lequel le jeu provoqué par le re trait thermique , après refroidissement de la barre , est compensé par des cales ou l'équivalent , introduites entre la barre et le côté correspondant du cadre rigide dans lequel elle est placée 7) Dispositif suivant 1 à 6 qui comporte, intercalée, entre la plaque de poussée et le piston, une ou plusieurs contrepla quels. 8 . Dispositif suivant i à 7 dans lequel le contre-piston est soumis à l'action d'un poids de valeur convenable 9 . Dispositif suivant 1 à 8 dans lequel l'enceinte où la cavité contenant la matière à traiter est soumise à des traitements thermiques et/ou physiques tels que vibrations, ultra-sons, chocs etc.. 10 . Application du dispositif à la compression de matière introduite dans la cavité en vue, notamment, de modification de la structure interne de la matière, notamment à l'obtention de diamant synthétique à partir de carbone