Как получают сверхвысокие давления?

В жизни людям достаточно часто приходится сталкиваться с большими давлениями, которые оказывают действие на маленькие площади. К примеру, если взять обычную швейную иглу, или обычный гвоздь, острый конец которых имеет размер порядка одной десятой миллиметра, в этом случае площадь острия данных предметов составляет около одной десятитысячной сантиметра квадратного. При воздействии на иглу или гвоздь с силой равной десяти килограммам, острые концы данных предметов окажут давление равное сотне тысяч атмосфер. Собственно, как раз этот факт и объясняет то свойство острых предметов, который позволяет им легко проникать в другие тела, имеющие твёрдую и плотную основу.

Однако в данном случае, как уже оговаривалось, речь идёт о воздействии на маленькие площадки. Если же говорить о площадях больших размеров, здесь ситуация меняется в корне. Поэтому, как правило, для создания высоких давлений применяют мощные прессы. Прессы могут иметь различные конструкции. К примеру, достаточно часто для этого используются гидравлические прессы. Принцип действия такого пресса основан на передаче усилия небольшому по площади поршню, который вталкивается в цилиндр, где необходимо получить высокое давление. Таким образом, можно получать давления, равные нескольким тысячам атмосфер.

Сверхвысокие давления получать намного сложнее и это обусловлено, прежде всего, ограниченными прочностными свойствами металлов, из которых выполняется цилиндр, где происходит сжатие. Между тем, здесь имеет место одно хорошее свойство металлов, а именно их значительное увеличение прочности при воздействии давления порядка 20 000 атмосфер. Это позволило создавать условия для получения сверхвысоких давлений путём помещения цилиндра пресса в жидкость, находящуюся под давлением 20-30 тысяч атмосфер. В таких условиях можно получить сверхвысокие давления в сотни тысяч атмосфер. Подобное было доказано на практике одним из американских физиков — Бриджменом.

Стремление людей создать совершенные технологии получения сверхвысоких давлений, вполне оправданы. Всё дело в том, что в условиях сверхвысоких давлений могут образовываться такие явления, которые невозможно получить какими-либо иными способами. Именно благодаря сверхвысоким давлениям порядка ста тысяч атмосфер и при температуре более двух тысяч градусов, были получены искусственные алмазы. Давления, имеющие сверхвысокие значения, могут быть получены в результате взрыва, но при малом значении времени. Высокие и сверхвысокие значения давлений на больших площадях при постоянной величине времени, имеют место внутри космических тел, в том числе и внутри Земли. Можно отметить, что примерно трём миллиардам атмосфер равняется давление в самом центре шара Земли. Это впечатляет, не правда ли?