Title

Simulação da Temperatura no Dispositivo de Alta Pressão Usado na Obtenção dos Diamantes Sintéticos

Simulação da Temperatura no Dispositivo de Alta Pressão Usado na Obtenção dos Diamantes Sintéticos

Authorship

ABREU, ADRIANA MEIRELES M.; RANGEL, JOÃO JOSÉ DE ASSIS; BOBROVNITCHII, GUEROLD S.

ABREU, ADRIANA MEIRELES M.

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RANGEL, JOÃO JOSÉ DE ASSIS

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BOBROVNITCHII, GUEROLD S.

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DOI

10.5151/2594-5327-2888

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Abstract

A variação da temperatura é um fator importante na obtenção dos diamantes sintéticos, que são fabricados sob a pressão de 5,0 GPa e temperatura de 1200 – 1350 °C. O gradiente de temperatura na câmara de compressão do dispositivo de alta pressão influencia tanto na produtividade da síntese como também na forma e granulometria dos cristais de diamantes obtidos. Devido à grande dificuldade de medição da temperatura sob alta pressão, método computacional é mais adequado para determinação da distribuição da temperatura. No presente trabalho foi desenvolvido um programa de simulação da distribuição da temperatura na câmara de compressão do dispositivo de alta pressão tipo bigorna com concavidade de diâmetro 55 mm durante a síntese de diamantes a partir de grafite e liga solvente (Ni-Mn) em camadas alternadas com aquecimento direto. Para verificar a precisão da simulação, foi realizada previamente a calibração da temperatura na parte central da câmara de compressão. A precisão da simulação pôde ser avaliada por ± 20 °C. Os resultados da simulação mostraram dois focos de temperaturas elevadas: no centro (1300 °C) e no contato com a bigorna (1500 °C). Os gradientes de temperatura no sentido axial é de 100 °C/mm e no sentido radial 80 °C/mm. Esses dados foram justificados pelos experimentos práticos usando como fator de avaliação a morfologia variável dos cristais obtidos, por MEV.

A variação da temperatura é um fator importante na obtenção dos diamantes sintéticos, que são fabricados sob a pressão de 5,0 GPa e temperatura de 1200 – 1350 °C. O gradiente de temperatura na câmara de compressão do dispositivo de alta pressão influencia tanto na produtividade da síntese como também na forma e granulometria dos cristais de diamantes obtidos. Devido à grande dificuldade de medição da temperatura sob alta pressão, método computacional é mais adequado para determinação da distribuição da temperatura. No presente trabalho foi desenvolvido um programa de simulação da distribuição da temperatura na câmara de compressão do dispositivo de alta pressão tipo bigorna com concavidade de diâmetro 55 mm durante a síntese de diamantes a partir de grafite e liga solvente (Ni-Mn) em camadas alternadas com aquecimento direto. Para verificar a precisão da simulação, foi realizada previamente a calibração da temperatura na parte central da câmara de compressão. A precisão da simulação pôde ser avaliada por ± 20 °C. Os resultados da simulação mostraram dois focos de temperaturas elevadas: no centro (1300 °C) e no contato com a bigorna (1500 °C). Os gradientes de temperatura no sentido axial é de 100 °C/mm e no sentido radial 80 °C/mm. Esses dados foram justificados pelos experimentos práticos usando como fator de avaliação a morfologia variável dos cristais obtidos, por MEV.

Keywords

Alta Pressão, Alta Temperatura, Síntese de Diamante, Simulação

Alta Pressão, Alta Temperatura, Síntese de Diamante, Simulação