Brevet FR2138126A1 — publié le 19721229

La présente invention concerne un procédé pour la fabrication d'une subs-i tance non-métallique par transformation polymorphique en utilisant de l'énergie explosive et un dispositif pour sa mise en oeuvre. Plus précisément, la prés-sente invention fournit un procédé perfectionné pour la transformation poly-5 morphique d'une substance non-métallique, en utilisant une enveloppe cylindrique fermée comportant me barre métallique disposée au centre de sa cavité et réalise un dispositif perfectionné pour sa mise en oeuvre. On sait que le graphite et le nitrure de bore de système hexagonal (désignés tous les deux ci-après sous le nom de "substance de faible densité") par 10 exemple, subissent une transformation polymorphique par suite de la pression d'une explosion, afin de produire du nitrure de bore et de diamant respectivement de système cubique ou de système type wurtzite (on désigne ces produits ci-après sous le nom collectif de "substance de haute densité"). Toutefois, la pratique de cette transformation polymorphique sur une échelle commerciale 15 bute sur desproblèmes tels que l'assemblage d'un dispositif apte à transmettre l'énergie de l'explosion , l'efficacité de la transformation en une substance de haute densité, la récupération du dispositif contenant la substance de haute densité après l'application de l'énergie explosive ainsi que la séparation et l'extraction de la Substance de haute densité du dispositif de réaction. On a 20 essayé de résoudre ces problèmes, mais avec un succès limité. En produisant du diamant par la transformation polymorphique du graphite par exemple, le brevet américain No 3 ^01 019 enseigne un procédé dans lequel un article profilé comportant du graphite réparti uniformément dans un métal est préparé préalablement, l'article profilé étant ensuite exposé à l'énergie d'une explosion. Etant 25 donné que l'article profilé peut etre doté d'une résistance élevée, ce procédé présente, l'avantage que l'article profilé est rarement détruit en raison d'avoir été soumis aux effets d'une explosion, et on peut le récupérer facilement. En outre, en utilisant ce procédé on obtient une meilleure proportion du matériau transformé. Par contre, ce procédé présente l'inconvénient qu'il faut préparer 30 à l'avance un article profilé, ce qui entraîne inévitablement un traitement de dissolution dans des acides ou un traitement analogue afin de séparer le diamant produit ■ de l'article profilé récupéré après avoir subi les effets d'une explosion. Afin d'assurer une résistance de l'article profilé suffisante pour empêcher sa cassure après avoir subi les effets de l'explosion, 35 il faut utiliser une proportion importante de métal. Par conséquent, la quantité absolue de graphite réparti dans l'article profilé est proportionnellement faible. Selon ce procédé antérieur la teneur en diamant est donc relativement faible par rapport aux dimensions du dispositif utilisé et à la quantité d'explosif consommée. UO Un autre procédé antérieur est décrit dans le brevet américain No 3 238 019- 72 17930 2 2138126 Dans ce procède, un article profilé contenant du graphite réparti est exposé à une impulsion à ondes planes. Ce procédé exige un générateur d'ondes planes relativement important et d'une précision élevée, dont le fonctionnement est compliqué. L'article profilé doit avoir une résistance très élevée, autrement 5 il sera détruit, les fragments éclatés étant projetés dans tous les sens. Le moyen de remédier à ce défaut pose donc un problème en ce qui concerne le bon fonctionnement de ce procédé. En utilisant donc le procédé de la présente invention, on résoud beaucoup des problèmes de l'art antérieur en ce qui concerne la production commerciale 10 de substances non-métalliques de haute densité par transformation polymorphique en utilisant de l'énergie explosive. En termes généraux, le procédé de la présente invention est un perfectionnement apporté aux procédés antérieurs classiques et consiste à remplir une enveloppe cylindrique d'un matériau à transformer et à faire détoner un explo-15 sif placé sur la surface périphérique de l'enveloppe. Le dispositif de la présente invention comprend une enveloppe cylindrique comportant une barre métallique disposée en son centre de gravité et des moyens pour disposer une charge d'explosif à l'extérieur de l'enveloppe cylindrique. Des moyens sont aussi prévus pour faire détoner la charge d'explosif, de ma-20 nière que l'énergie créée par l'explosion agisse sur l'enveloppe en faisant en sorte qu'une substance non-métallique contenue dans l'enveloppe subisse une transformation polymorphique, ce qui a pour résultat la production d'une substance de densité augmentée. Ainsi, la présente invention concerne un procédé pour changer sous très 25 haute pression une substance de faible densité, c'est-à-dire une substance non-métallique susceptible de diminuer de volume pendant sa transformation polymorphique, en une substance de haute densité, la transformation étant effectuée de manière à augmenter le rendement et à faciliter la séparation et la récupération de la substance de haute densité produite. 30 Des formes d'exécution de la présente invention sont décrites ci-après à titre d'exemple, enréférence au dessin annexé dans lequel : - la figure 1 est une vue schématique représentant la réaction observée lorsqu'on fait détoner une charge explosive placée à une extrémité d'une enveloppe cylindrique remplie d'une substance en poudre; 35 - la figure 2 est une vue en coupe transversale du dispositif conforme à la présente invention comprenant un cylindre contenant une substance qui doit être exposée à l'énergie explosive conformément à la présente invention; et - les figures 3, U et 5 sont des vues en coupe transversale représentant chacune un dispositif différent pour appliquer à une enveloppe cylindrique hO l'énergie d'une explosion, conformément à la présente invention. 72 17930 3 2138126 Sur toutes les figures les mêmes éléments sont désignés par les mêmes références- La figure 1 représente un procédé classique dans lequel une enveloppe cylindrique, remplie de nitrure de bore en poudre, est soumise à l'énergie d'un 5 explosif que l'on fait détoner autour du pourtour de l'enveloppe. La figure 1 montre donc l'aspect de cette explosion à un moment donné pendant l'ignition de l'explosif. Ordinairement, du nitrure de bore de faible densité présente me structure cristalline qui ressemble à celle du graphite et une densité,p, comprise entre 1 0 2,2 environ et 2,3 environ. Sous une pression extrêmement élevée comprise entre 100 et 200 fcilobars, le nitrure de bore subit une transformation polymorphique et change en nitrure de bore stabilisé par haute pression de structure cubique ou type vurtzite ayant une densité, p, comprise entre 3,^ environ et 3,5 environ. Si l'enveloppe est chargée théoriquement du matériau de départ jusqu'à 15 100? de Ba capacité, et si la transformation polymorphique se fait théoriquement de 100?, le volume est ramené à 65? du volume original du fait de la transformation polymorphique. Or, supposons que l'enveloppe garde ses dimension cubiques intactes, la proportion de charge du matériau est ramenée à 65%, ce qui laisse apparaître une proportion importante d'espace vide. Par conséquent, l'en-20 veloppe risque d'être écrasée par la pression. Le tableau 1 montre le rapport entre la proportion de l'enveloppe remplie au départ de nitrure de bore, le degré de transformation polymorphique et la proportion de l'enveloppe remplie après la transformation polymorphique. Le tableau se base sur la supposition que lés dimensions cubiques de l'enveloppe 25 restent intactes et inaltérées par les effets de l'explosion. TABLEAU I 1 Proportion de 1'enveloppe Degré de transformation Proportion de 30 remplie au départ (% du volume) p olymorphi que {% du volume) 1'enveloppe remplie après la transforma tion polymorphique (% du volume) 35 100 100 65 100 50 83 90 100 59 90 50 75 80 100 52 %0 80 *■ 50 67 72 17930 h 2138126 Le tableau 1 montre que la proportion de l'enveloppe qui est remplie après la transformation polymorphique est faible lorsque la proportion de l'enveloppe remplie au départ est faible et que le degré de transformation polymorphique est important. Dans ces conditions, l'enveloppe risque d'être écrasée 5 lorsqu'elle est exposée à des pressions extérieures élevées. Maintenant, on décrira la réaction au moment de l'explosion du matériau de départ en poudre contenu dans l'enveloppe cylindrique. L'explosion se produit et se termine presque instantanément. Ainsi, pour plus de clarté, on considère l'explosion comme un phénomène divisé en parties infiniment petites. 10 On met du matériau de départ en poudre dans l'enveloppe cylindrique et on place un explosif autour de la surface périphérique du cylindre. On allume l'explosif à une extrémité. L'explosion s'effectue d'abord en ce point allumé. L'onde de choc créée par cette explosion se heurte § la paroi extérieure du cylindre, exerçant une pression dirigée vers l'intérieur sur la poudre conte-15 nue dedans. L'explosion avance à partir de son extrémité allumée et s'effectue jusqu'à l'autre extrémité de l'explosif, l'onde de choc avançant dans la même direction et à la même vitesse que l'explosion, tout en exerçant une pression dirigée vers l'intérieur sur la poudre contenue. Cette pression dirigée vers l'intérieur est transmise à travers la poudre 20 vers le centre. Lorsque la pression arrive au centre, elle est réfléchie, provoquant une contraction du matériau en poudre dans la direction circonférentiel-le. De ce fait, il se produit au centre du matériau une tension dans la direction circonférentielle, dont il en résulte que le matériau devient moins dense au centre de l'enveloppe. En effet, on a observé qu'un article creux, ayant 25 une cavité en son centre, est obtenu après l'avoir exposé à une onde de choc forte. On voit sur la figure 1 une enveloppe cylindrique 1 non déformée qui contient une masse de poudre 2 qui n'a. pas encore subi une trandbrmation polymorphique. L'enveloppe 1 est entourée d'un explosif 3 qui n'a pas encore été 30 allumé, l'explosif présentant me surface extérieure 9. Après être allumée, la surface extérieure 9' de l'explosif détoné 3' éclate, projetant des fragments vers l'extérieur. La partie 1' de l'enveloppe cylindrique est déformée par le choc de cette explosion et la portion correspondante de la masse de poudre 2' subit une transformation polymorphique. La ligne continue 11, esquissée entre 35 les deux phases 2 et 2', désigne la limite séparant la portion de la masse de poudre 2' qui a déjà subi une transformation polymorphique et la portion 2 qui n'a pas encore subi cette transformation. Dans une section transversale donnée perpendiculaire à l'axe du cylindre, l'onde de choc n'avance pas en parfaite correspondance avec le changement de ^0 densité du matériau contenu dans le cylindre. Dans la direction radiale, on 72 17930 5 2138126 ne peut donc maintenir aucune correspondance entre les deux facteurs. Quant à la direction axiale, il existe simultanément la portion dans laquelle l'onde de choc se déplace vers le centre du cylindre et la portion dans laquelle l'onde de choc se déplace dans la direction circonférentielle. Par conséquent, aucune uniformité n'existe à cet égard. Ainsi, il se produit des vecteurs de force compliqués dans un tel dispositif; les uns étant des efforts de compressions et les autres des efforts de tension. En raison de l'absence d'uniformité de la distribution de forces, l'enveloppe tend à être cassée ou déformée. Dans le cas où l'enveloppe est cassée, la poudre de départ est ejectée. Par conséquent, il est impossible de récupérer la totalité du matériau chargé dans l'enveloppe au départ. Lorsqu'une force dirigée vers l'intérieur est appliquée au dispositif cylindrique représenté sur la figure 1 par un explosif relativement faible, le cylindre étant par exemple en cuivre, la force de l'explosion fait s'effondrer la structure et en provoque une assez grande rupture. Ce dommage est grave, surtout si la densité de remplissage du matériau en poudre est irrégulière. De tels inconvénients à part ce procédé permet une manipulation plus facile et apporte d'autres avantages par rapport aux procédés classiques de transformation polymorphique. La figure 2 représente le dispositif et le procédé de la présente invention. Le dispositif 10 de la figure 2 présente une vue en coupe transversale montrant un mode de construction d'un dispositif comprenant une enveloppe cylindrique et du matériau de départ, pour la mise en oeuvre de la présente invention. Le dispositif 10 comprend un tuue à paroi mince muni d'une barre métallique 11+ disposée au centre de sa cavité, du matériau en poudre de départ 16 étant tassé autour de cette barre. Chaque extrémité du tube 12 est fermée par un tampon 18 fixé par boulon ou par soudage à l'aide d'un écrou 20 vissé sur l'extrémité filetée saillante de la barre métallique. Le tube à paroi mince 12 est de préférence en une matière dilatable. Ce tube 12 peut être formé d'un tube étiré en cuivre, laiton ou acier ordinaire. Un tube en acier inoxydable ou en un autre acier spécial, le nickel ou le titane, peut être utilisé, compte tenu des inconvénients économiques d'un tel matériau. En général, l'aluminium manque de résistance à des températures élevées et, de ce fait il est moins avantageux sans un traitement spécial. Afin d'assurer une dilatabilité suffisante, le tube comporte de préférence une paroi de faible épaisseur. Toutefois, si la paroi est trop mince, le matériau du tube peut réagir avec les gaz dégagés au moment de l'explosion, ou bien le tube peut être cassé par la force de l'onde de choc, éjectant ainsi la poudre contenue dans l'enveloppe. Pour faciliter sa manipulation, 1'épaisseur minimum de la paroi du tube devrait être supérieure à 0,1 mm environ mais ne devrait 72 17930 6 2138126 pas être supérieur à un dixième environ du diamètre extérieur du tube, ces valeurs pouvant varier bien entendu d'un matériau à un autre. La barre métallique disposée en le centre de la cavité de l'enveloppe est soumise non seulement à des efforts de compression mais également à des efforts 5 de traction dans la direction radiale. Il est donc avantageux que la barre soit en un matériau qui présente une résistance élevée à la traction. Une barre ronde profilée en acier ordinaire convient parfaitement. L'onde de choc dirigée vers l'intérieur est réfléchie du centre, étant détournée vers la circonférence. Cette pression réfléchie augmente en proportion directe à l'impédance impulsion-10 nelle de la barre métallique. Cela signifie que la pression impulsionnelle, à laquelle est soumise la poudre de départ disposée autour de la barre métallique augmente en raison de cette impédance impulsionnelle. Par conséquent, on peut profiter de cette pression, en prévoyant une barre métallique appropriée. De ce point de vue, des aciers spéciaux et du cuivre se sont avérés particulière-15 ment avantageux en ce qui concerne la construction de la barre, ainsi qu'une barre en acier ordinaire. La barre métallique a de préférence une section transversale circulaire, car une barre de cette forme est facile à manipuler et présente une périphérie parfaitement symétrique. La forme exacte n'est toutefois pas critique. On peut donc utiliser une barre ayant une section transversale 20 qui n'est pas toujours circulaire. Si le diamètre de la barre métallique est trop grand par rapport au diamètre du cylindre qui contient la poudre de départ, l'espace disponible pour contenir la poudre n'est pas assez grand pour rendre la production commercialement intéressante. Par contre, si la barre métallique est trop petite, elle ne peut remplir ses fonctions, à savoir la protection du 25 cylindre contre la cassure et l'utilisation efficace de la pression. De ce fait, on a constaté que les cylindres et les barres métalliques utilisables dans le procédé selon la présente invention ont de préférence de telles dimensions que le rapport entre le diamètre de la barre métallique et le diamètre intérieur du cylindre se situe dans la gamme comprise entre 95/100 environ et 30 10/100 environ, de préférence entre 70/100 environ et 25/100 environ. Les substances qui sont particulièrement avantageuses comme matériau de départ pour le procédé selon la présente invention, sont celles qui subissent une diminution de volume pendant la transformation polymorphique. De telles substances sont par exemple le nitrure de bore de faible densité, le graphite, 35 le carbone amorphe et le quartz. On peut bien entendu utiliser pour cette transformation polymorphique deux ou plusieurs de ces matériaux de départ sous forme d'un mélange. La gamme de dimensions des particules n'est pas critique. Toutefois, la gamme de dimensions de particules est de préférence inférieur en moyenne à 5Û0 p.. Lorsqu'on remplit l'enveloppe cylindrique de poudre de départ, il lj-0 est important de vérifier qu'aucun espace vide ne se trouve dans la poudre. 72 17930 7 2138126 On peut incorporer une poudre métallique ou céramique de remplissage dans le matériau de départ avant la transformation polymorphique. Les substances céramiques adaptées à ce "but comprennent les bo rares,les carbures, les oxydes et les nitrureB de métaux qui forment ordinairement les céramiques. La proportion 5 de la poudre métallique ou céramique dans le mélange peut varier sur une large gamme. Toutefois, en tenant compte de la quantité de produit obtenu par transformation polymorphique, du fonctionnement économique et d'autres facteurs, la quantité de poudre métallique ou céramique ne doit pas être supérieure à 70? du volume de la substance soumise à une transformation polymorphique. 10 Un procédé, donné à titre d'exemple, pour remplir l'enveloppe cylindrique 12 d'une poudre de départ est le suivant. On remplit du matériau en poudre de départ 16 l'espace compris entre le cylindre 12 et une barre centrale 1U. Chaque extrémité du cylindre est fermée par un tampon 18 qui est de préférence d'une construction métallique analogue à celle du cylindre 12. Le tampon 18 15 comporte une ouverture centrale circulaire d'un diamètre égal à celui de la barre ronde 1^. Chaque extrémité de la barre centrale 1U qui dépasse le bord du cylindre est filetée. Le tampon 18 est fixé par un boulon ou par soudage en vissant l'écrou 20 sur l'extrémité filetée de la barre. Un autre procédé pri--fëré de remplissage consiste à fermer une extrémité du cylindre à l'aide du 20 tsBqpon 18, à fixer le tampon 18 en position à l'aide de l'écrou 20, comme cela a été décrit, à remplir de matériau en poudre de départ 16 l'espace compris à l'intérieur du cylindre et à fermer l'extrémité opposée du cylindre. Dans ce cas, il est avantageux que la poudre de départ soit comprimée par une presse hydraulique par exemple, afin de laœndre'suffisaient compacte. Selon encore 25 un autre procédé de remplissage, une extrémité est fermée à l'avance par soudage ou analogue, 1'autre extrémité étant fermée par soudage ou par une fixation par boulon et écrou lorsque le cylindre a été rempli de poudre de départ. Le dispositif conçu de cette manière pour effectuer la transformation polymorphique est le dispositif rempli 10. 30 Les figures 3, U et 5 représentent uhacune un dispositif pour appliquer une pression explosive au dispositif rempli 10. Une couche 22 d'un explosif est disposée sensiblement symétriquement autour de la surface périphérique du cylindre du dispositif 10 rempli pour effectuer une transformation polymorphique. L'épaisseur de la couche d'explosif est déterminée en fonction de 35 l'efficacité de l'explosif, des dimensions du dispositif 10 et de la pression nécessaire pour assurer la transformation polymorphique à l'intérieur du dispositif 10. Si le dispositif 10 comprend taie enveloppe en cuivre, d'un diamètre de 3 cm par exemple, une barre en acier d'un diamètre d'environ 1,5 cm et du nitrure de bore de faible densité ayant une cristallinité relativement éle-%0 vée, on dispose un explosif ayant une vitesse d'explosion comprise entre 72 17930 8 2138126 2000 m/sec et 10 000 m/sec de façon à en faire une couche d'une épaisseur comprise entre 10 mm et 30 mm. Afin d'assurer l'utilisation efficace de l'énergie de l'explosif, un cylindre métallique 2k entoure la surface périphérique de l'explosif. La détonation de l'explosif s'effectue à partir d'une de ses extrémités à l'aide d'un détonateur adéquat 26. Dans le "but d'utiliser plus efficacement l'énergie explosive, il peut être avantageux de faire détoner l'explosif à l'aide d'un simple générateur fondes planes tel que celui 28 représenté sur la figure U. La figure 5 représente une modification de l'application d'impulsions. Sur la figure 5 on voit le dispositif 10 disposé à une distance fixe de la surface périphérique du cylindre 30. Un explosif 32 est disposé autour de l'extérieur du cylindre 30 et à l'intérieur de l'enveloppe du cylindre 2k. Lorsque l'explosif est détoné, le cylindre 30 se heurte contre le dispositif 10 à une vitesse très élevée. Dans ce dispositif, la pression engendrée par cette collision est utilisée pour la transformation polymorphique. Ce dispositif peut être employé avec avantage dans le cas où on utilise un explosif d'une faible vitesse explosive, bien que présent dans des quantitée relativement importantes. Dans ce cas l'espace renfermé entre le cylindre 30 et le dispositif 10 peut être maintenu sous pression réduite ou sous vide. La transformation polymorphique voulue du matériau de départ ne peut être effectuée si l'explosif utilisé à une vitesse d'explosion trop faible. Une vitesse d'explosion insuffisante rend également inéfficace la barre centrale. Les avantages de cette invention sont particulièrement manifestes lorsque la vitesse d'explosion est comprise entre 2000 m/sec environ et 10 000 m/sec environ et de préférence entre 6 000 m/sec et 9 000 m/sec environ. En outre, 11 est avantageux que l'explosif produise une chaleur de combustion comprise entre 900 cal/gramme et 1 500 cal/gramme environ. Des explosifs adéquats sont ceux désignés sous le nom d'explosifs puissants tels que le tétranitrate de pentaérythritol, le 1,3, 5-tri-nitrobenzène, le TNT, le cyclonite, le tétra-méthylènetétranitramine, la composition B, à savoir un mélange de TNT, cyclonite et cire, le pentalite et analogue. En général, ces explosifs ont une densité comprise entre 1,k5 et 1,80 environ. On remarquera qu'une grande variation de l'explosif utilisé est possible. Les facteurs qui déterminent cette variation comprennent les caractéristiques de l'explosif particulier, le diamètre de la charge, la façon de renfermer la charge, etc. Une examination d'un dispositif rempli 10 qui avait subi les effets d'une force explosive a révélé que des fêlures s'étaient produites en le centre de la terre centrale. Le cylindre 12 rempli de poudre de départ avait rétréci e t le matériau de départ, dont une portion avait subi une transformation polymorphique, se trouvait dans un état comprimé dans l'espace compris entre la barre • 72 17930 9 2138126 centrale et la paroi du cylindre 12. Ainsi, on peut récupérer la totalité du produit obtenu par transformation polymorphique. La barre centrale permet donc au dispositif rempli de conserver sa résistance et l'empêche de s'écraser et de se casser, ce qui arriverait en raison de la réduction importante de la densité du matériau de départ en le centre en l'absence d'une barre centrale. Cette barre centrale transmet l'onde de choc réfléchie au matériau de départ et, de ce fait, remplit sa fonction en utilisant la pression de manière efficace. Cela permet d'économiser sur la quantité d'explosif nécessaire pour obtenir une pression de la valeur voulue. L'économie en explosif est particulièrement évidente dans le cas où l'on utilise une barre centrale ayant une impédance impulsionnelle notamment élevée. Après qu'il a subi les effets de l'explosion, le produit de la transformation polymorphique peut être récupéré par un procédé chimique ou physique. Dans le cas d'un mélange de nitrure de bore de faible densité et de nitrure de bore de haute densité, le premier peut être détruit par décomposition en utilisant un alcali en fusion. Dans le cas d'un mélange de diamant et de carbone non-converti, celui-ci peut être détruit par une réaction oxydante effectuée à basse température, en utilisant de l'oxyde de plomb tétravalent ou un composé analogue comme catalyseur. Dans chacun de ces mélanges, les deux composants ont des valeurs de densité différentes. En raison de cette différence de densité, ils peuvent être séparés l'un de l'autre à l'aide d'un liquide en utilisant un procédé basé sur le poids spécifique. On comprendra également qu'il se peut que la séparation de la substance de haute densité ne soit pas nécessaire pour certains usages, tels que la production d'outils coupants par exemple. Des exemples, donnés uniquement à titre d'exemple, de la mise en oeuvre de la présente invention sont décrits ci-après, tous les pourcentages et parties étant exprimés en poids, à moins que d'autres précisions ne soient données. • Exemple 1 On a rempli un tube étiré en cuivre, ayant un diamètre extérieur de 25 mm et une épaisseur de paroi de 2 mm, de nitrure de bore stable de faible densité du système cubique. On a disposé une barre en acier d'un diamètre de 11 mm comme la barre centrale pour compléter le dispositif 10 représenté sur la figure 2. A l'aide d'une presse à froid, on a comprimé le matériau de départ afin dbb-tenir une densité de remplissage de 78 % sur line longueur totale de 150 mm. Pour cela on a utilisé 75 grammes du matériau de départ. On a placé le dispositif ainsi rempli presque en le centre d'un cylindre en fer ayant un diamètre intérieur de 65 mm. Dans l'eçaee ainsi formé, on a placé un explosif, la composition B, ayant une vitesse d'explosion de 8500 m/sec. La couche d'explosif avait une épaisseur de 20 mm environ et un poids de 1 kg 72 17930 10 2138126 environ. On a. allumé une extrémité de cet explosif de la manière représentée sur la figure *)-. Après qu'il avait été soumis aux effets de l'explosion ou a récupéré la totalité du dispositif 10. On a enlevé le tube en cuivre et la barre centrale 5 par un moyen mécanique. On ^fragmenté le matériau de départ, dont une partie avait subi une transformation polymorphique, et on l'a traité avec 500 grammes de ITaOH rajoutés à 320°C. La partie non-transformée du matériau de départ s'est dissociée et s'est séparée. La partie restante pesait k2 grammes. Une analyse par diffraction à rayons X n'a montré que la crête de BN de type wurtzite. On 10 a donc obtenu un rendement de 56?. Exemple 2 On a utilisé le même procédé que dans 1' exemple 1, à la différence que l'explosif n'était pas placé directement à coté du dispositif rempli mais, au lieu de cela, on a disposé un cylindre en acier doux ayant un diamètre intérieur 15 de 30 mm et une épaisseur de paroi de 2 mm à une distance de 2,5 mm de la surface périphérique du dispositif rempli, comme le montre la figure If. On a placé 1 kg environ d'un explosif, à savoir 50 : 50 amatol (mélange de nitrate d'ammoniaque et de TNT), ayant une vitesse d'explosion de 6500 m/sec environ, autour de la surface périphérique du cylindre extérieur. 20 Après avoir été exposé aux effets de l'explosion, le cylindre en acier doux était comprimé contre la surface extérieure du dispositif rempli. On a récupéré le dispositif dans cet état. Le produit de départ récupéré pesait 72 grammes par rapport à la charge initiale de 75 grammes. La différence représente une portion perdue, soit en raison de la décomposition partielle du 25 matériau de départ, soit en raison d'une petite cassure de la partie boulonnée. Après avoir effectué le procédé d'isolation selon l'exemple 1, on a obtenu 36 grammes de nitrure de bore d'une structure de type wurtzite, ce qui indique une proportion de transformation de 50 %. Exemple 3 * 30 Dans un procédé pratiquement analogue à celui de l'exemple 1, on a incor poré 50 % en volume de chlorure de sodium dans le matériau de départ en poudre, afin d'augmenter la proportion de remplissage apparente. On a soumis le matériau de départ à un traitement léger de moulage afin d'augmenter la proportion de remplissage jusqu'à 92 %. La quantité de nitrure de bore utilisée comme ma-35 tériau de départ était de 35 grammes. Le dispositif, récupéré après avoir subi les effets de l'explosion selon le procédé de transformation polymorphique de l'exemple 1, était cassé à la partie filetée de la barre centrale et le pylin-dre fêlé dans la direction axiale. On a dissout le chlorure de sodium et on l'a séparé du matériau récupéré. Le dispositif récupéré pesait 32 grammes après itO la séparation du chlorure de sodium. La teneur en nitrure de bore de structure 72 17.930 2138126 type wurtzite après dissolution de l'alcali était de 19 grammes, ce qui indique que la proportion de transformation polymorphique était de 60 % environ. Exemple 4 Afin d'améliorer la densité apparente, comme dans le cas de l'exemple 3, on a rempli un cylindre d'une poudre constituée par un mélange de 10 % en poids de nitrure de "bore et de 90 % en poids de poudre de cuivre, de manière à obtenir un dispositif rempli ayant une densité de remplissage de 76 %. La quantité de nitrure de bore utilisé était donc de 15 grammes. Après le traitement par explosif, selon le procédé de l'exemple 1, on a récupéré la totalité du dispositif rempli. Après qu'on avait enlevé le cuivre par dissolution avec de l'acide nitrique, il restait 13 grammes de nitrure de bore. On avait perdu un peu du matériau pendant sa manipulation. On a décomposé le reste du matériau à l'aide d'un alcali. Après qu'on avait écarté le nitrure de bore non-transformé, il restait 5,5 grammes du produit obtenu par transformation polymorphique, ce produit étant sensiblement constitué par nitrure de bore ayant une structure type wurtzite. Cela indique une proportion de transformation de k2 %. Exemple 5 Au lieu du nitrure de bore utilisé comme matériau de départ dans l'exemple 1, on a utilisé de la poudre de graphite naturel, dont les particules avaient un diamètre moyen de 10 p., dans un procédé de transformation polymorphique afin d'obtenir des diamants. On a mélangé cette poudre dans la proportion de 1 : 9 en poids avec une poudre de fer dont les, particules avaient des dimensions inférieures à 325 maille. On a préparé un 'dispositif rempli avec ce mélange en suivant le procédé de l'exemple 1. Dans ce cas, la densité de remplissage était de 67%. Après qu'il avait été soumis aux effets de traitement par explosif en suivant le procédé de l'exemple 1, on a constaté que le dispositif était fêlé dans la direction axiale du cylindre qui contenait le matériau de départ. Après ce traitement, on a récupéré la totalité du dispositif rempli. On a enlevé le tube en cuivre par un moyen mécanique. On a enlevé (50) grammes d'un mélange de graphite et de fer et on l'a traité avec de l'acide chlorhydrique afin d.'écarter le fer. La partie de carbone qui lestait, pesait 3,9 grammes, ce qui indique quelques pertes du composant de carbone. On croit que cette perte résulte de l'oxydation ou de la réaction avec le fer. On a séparé le graphite en le soumettant à un traitement d'oxydation par voie humide à l'aide d'une solution d'acide phosphorique d'iodate de potassium. La partie restante pesait 0,6 gramme. Des crêtes de diffraction à rayons X obtenues comprenaient une crête de diffraction de diamant du système cubique, ce qui indique que la transformation polymorphique a produit un système diamant. 72 17930 2138126 Exemple 6 Le même matériau de départ, chargé selon le procédé de l'exemple 5» était soumis à un traitement préalable de moulage afin d'augmenter la densité de remplissage apparente jusqu'à 95?- Le dispositif rempli était ensuite soumis à un 5 traitement par explosion, en suivant le procédé de l'exemple 1. On a constaté plusieurs fêlures gui s'étaient produites dans la direction axiale sur le tube en cuivre et lestampons fixés par boubns avant le traitement étaient cassés. On a enlevé le tube en cuivre par un moyen mécanique et on a récupéré 50 grammes d'un mélange de graphite et de fer, mélange que l'on a traité avec de l'acide 10 chlorhydrique afin d'en séparer le fer. Le carbone restant pesait 3,6 grammes, ce qui indique une perte de carbone comme dans l'exemple 5- Après la séparation du carbone, le produit restant pesait 250 mg. Cela représente une proportion de 7? environ de transformation polymorphique. Exemple 7 15 On a mélangé du graphite naturel dans la proportion de 2:8 en poids avec de la scorie de chrome en poudre, le diamètre moyen de ses particules étant compris entre 1 et 2 mm. On a préparé un dispositif rempli de ce mélange, en utilisant une barre en acier et un tube en cuivre selon l'exemple 1. On a soumis ensuite ce dispositif à un traitement par explosion analogue à celui décrit dans l'exem-20 pie 1.0e a récupéré sensiblement la totalité du dispositif rempli, les tampons retenus par boulon et écrou étant endommagés. On a récupéré 50 grammes de la partie contenant la scorie de chrome et le. graphite, naturel et on a traité cette de dissoùae et partie avec de l'eau régale afinXl'en séparer la scorie de chrome. En conséquence, on a obtenu 7,7 grammes de la partie de carbone. Après l'oxydation du graphite 25 selon le procédé de l'exemple 1, il en restait 1,2 gramme de résidu. Lorsqu'on a soumis ce résidu à une analyse par diffraction à rayons X, les crêtes de diffraction à rayons X étaient pour la plupart du système diamant comprenant du diamant du système cubique. Toutefois, ces crêtes comprenaient une crête que l'on a considéréereprésentative d'un autre système silicieux. Après une comparaison 30 d'un système connu constitué entièrement de diamant' avec un mélange connu de silice et de diamant, on a calculé que 75 % des 1,2 gramme de résidu étaient constitués de diamant. Cela indique que 12? environ de la partie résiduelle de carbone étaient constitués de diamant. On a considéré que 0,3 gramme environ d'une substance silicieuse avait son origine en des grains de sable qui, provenant d'une 35 source proche, avaient pénétré dans le matériau de départ pendant l'explosion. Exemple 8 On a répété le procédé de l'exemple 1, mais au lieu du nitrure de bore, on a utilise du graphite naturel, le diamètre moyen de ses particules étant de 10 fi. La densité de remplissage était de 6j %. Le mode d'effectuer l'explo-40 sion était le même que dans l'exemple 1, mais on a utilisé deux fois la quantité 72 17930 13 2138126 d'explosif. On a effectué l'explosion sur de l'argile qui contenait une grande quantité d'eau afin d'empêcher l'oxydation éventuelle du graphite naturel, le dispositif rempli étant encastré dans l'argile. Après l'explosion, on a trouvé que l'état du dispositif rempli était en général satisfaisant, les tampons fixés par "boulon et écrou étant cassés et le tube fêlé. On a séparé le graphite par oxydation. Il en restait 620 mg de résidu. On a soumis ce résidu à une analyse par diffraction. La crête de diffraction à rayons X était large mais représentait un système de diamant. On n'a pas pu constater la présence de diamant du système cubique en raison de la largeur de crête. Exemple 9 On a mélangé du graphite naturel, dont les particules avaient un diamètre de 10 p5 avec du carbure de silicium, les dimensions des particules étant inférieures à 325 maille, dans trois proportions en poids, à savoir (1) 80 : 20 (2) 50 : 20 et (3) 20 : 80. On a rempli chacun des trois tubes étirés en laiton d'un de qes mélanges, chaque tube ayant un diamètre extérieur de 25 mm et une épaisseur de paroi de 2 mm. On a utilisé comme barre centrale, une barre ronde en acier ayant un diamètre de 11 mm. La densité de remplissage était respectivement de 65 % pour (1), de 62 % pour (2) et de 5U % pour (3). Aux fins de comparaison, on a préparé un dispositif rempli de chaque mélange de la même manière. En raison de l'absence de la barre centrale, le remplissage pouvait s'effectuer plus facilement et la densité de remplissage de la poudre était légèrement augmenté jusqu'à 69 % pour {1), 65 % pour (2) et 60 % pour (3)• On a soumis les dispositifs remplis et préparés de cette façon à un traitement explosif analogue à celui de l'exemple 1. Dans chacun des dispositifs préparés sans barre centrale, le tube étiré en laiton était cassé et la poudre dispersée. Dans le cas des dispositifs remplis (1) et (2) munis d'une barre centrale, la totalité des dispositifs était récupérée, mais les parties filetées étaient cassées et le tube était fêlé. Quant au dispositif (3), on a pu récupérer la plus grande partie du dispositif, mais le tube en laiton s'était effondré et une partie de la poudre avait été dispersée. Exemple 10 stable On a mélangé du nitrure de bore/de faible densité, ses particules ayant un diamètre moyen de 15 y., avec du borure de titane (TiB2), dont les particules avaient des dimensions inférieures à 325 maille, dans la proportion de 1 : 1 en poids. On a préparé un dispositif rempli de cette poudre mélangée de la même manière que dans l'exemple 1. On a soumis ce dispositif à un traitement par explosion analogue à celui de l'exemple 1. On a récupéré la totalité de 72 17930 2138126 ce dispositif, mais les tampons fixés par "boulon et écrou avaient été cassés. Une analyse par diffraction à rayons X du matériau récupéré a révélé que 70 % environ du nitrure de "bore stable de faible densité avaient été transfonnés en nitrure de bore de haute densité d'une structure type wurtzite. La substance 5 récupérée était suffisament résistante pour être utilisée sans traitement postérieur dans la fabrication d'outils coupants. Il ressort de ce qui précède que le dispositif et le procédé de la présente invention apportent une grande versatilité, une efficacité élevée et une simplicité de construction sans la nécessité de modifications importantes. 10 Les divers éléments du dispositif de l'invention peuvent être reliés aux éléments continus par un moyen quelconque adéquat, tel que par boulon, soudage, rivets ou analogue. En outre, on peut prévoir au besoin des éléments de support supplémentaires, des organes de renforcement etc, qui font partie du dispositif. 72 17930 2138126 REVESDICATIONS 1.- Procédé pour la fabrication par transformation polymorphique d'une substance non-métallique à haute densité, caractérisé en ce qu'il consiste à remplir un cylindre métallique d'une substance non-métallique en poudre qui 5 est susceptible de diminuer de volume lors de sa transformation en un système de haute densité, le cylindre étant muni dans sa cavité d'une barre métallique disposée axialement, et à faire détoner un explosif placé sur le pourtour du cylindre métallique de manière à exercer des impulsions sur ce cylindre. 2.- Procédé pour la fabrication par transformation polymorphique d'une 10 substance non-métallique de haute densité, caractérisé en ce qu'il consiste à remplir un cylindre métallique , d'une part, d'une substance non-métallique en poudre qui est susceptible de diminuer de volume lors de sa transformation polymorphique à haute pression, et d'autre part d'une poudre d'une ou de plusieurs substances sélectionnées dans le groupe des substances métalliques et céramiques, 15 le cylindre métallique comportant dans sa cavité une barre métallique disposée axialement, et à faire détoner un explosif placé sur le pourtour du cylindre métallique de manière à exercer des impulsions sur ce cylindre. 3.- Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la barre métal1i que est disposée dans la cavité du cylindre de telle manière que son 20 aaœ corresponde à l'axe du cylindre métallique. U.- Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la substance stisceptible de diminuer de volume lors de sa transformation en un système de haute densité est constituée par une ou plusieurs des substances suivantes : le nitrure de bore de faible densité, le graphite, le carbone amorphe et le 25 quartz. 5-- Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'explosif a une vitesse d'explosion conqsrise entre 2000 m/sec et 10 000 m/sec. 6.- Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le groupe de substances métalliques comprend le fer, le titane, le nickel et le cuivre, 30 et en ce que le groupe de substances céramiques comprend les borures, les carbures, les oxydes et les nitrides de métaux. 7«- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon les revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison un cylindre métallique qui comporte sur toute la longueur de sa cavité une barre métallique disposée 35 axialement, ladite cavité étant remplie d'une substance tassée et destinée à un traitement par transformation polymorphique et une enveloppe destinée à recevoir ledit cylindre métallique, qui est munie à une extrémité d'un moyen de détonation et sur sa paroi intérieure d'un explosif. 8.- Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la barre métallique est disposée dans la cavité du cylindre de telle manière que son 72 17930 16 2138126 axe corresponde à celui du cylindr^hetallique. 9'~ Dispositif selon la revendication J, caractérisé en ce que l'épaisseur de la paroi du cylindre métallique est supérieure à 0,1 mm environ et inférieur à 1/1Gème environ du diamètre extérieur. 5 10.- Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le diamè tre de la barre métallique est compris entre 25 % et 70 % du diamètre intérieur du cylindre métallique. 11.- Dispositif selon la revendication J, caractérisé en ce que l'explosif est disposé dans l'espace compris entre la paroi intérieure de l'enveloppe 10 et la paroi extérieure du cylindre intérieur, ledit cylindre métallique compor_ tant une barre métallique disposée à l'intérieur dudit cylindre intérieur.