Шихта для получения кубического нитрида бора

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КУБИЧЕСКОГО НИТРИДА БОРА(71) Заявитель Государственное научнопроизводственное объединение Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по материаловедению(72) Авторы Шипило Виктор Брониславович Игнатенко Олег Владимирович Шемпель Наталья Александровна(73) Патентообладатель Государственное научно-производственное объединение Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по материаловедению(57) Шихта для получения кубического нитрида бора, содержащая графитоподобный нитрид бора и катализатор, отличающаяся тем, что в качестве катализатора содержит магний и дополнительно содержит галогенид аммония при следующем соотношении компонентов, мас.магний 5-15 галогенид аммония 1-5 графитоподобный нитрид бора остальное. Изобретение относится к области получения сверхтвердых материалов, в частности кубического нитрида бора (далее КНБ), и может быть использовано на предприятиях по выпуску кубического нитрида бора, а также инструмента на его основе. Известна шихта для получения порошков кубического нитрида бора 1, содержащая графитоподобный нитрид бора и катализатор, отличающаяся тем, что с целью повышения выхода фракции 100-160 мкм кубического нитрида бора, она дополнительно содержит турбостратный нитрид бора при следующем соотношении компонентов турбостратный нитрид бора - 10-60 мас. , катализатор - 5-30 мас. , графитоподобный нитрид бора остальное. Ее недостатком является тот факт, что она направлена на увеличение общего выхода только фракции 100 - 160 мкм. Известна также шихта для получения порошков кубического нитрида бора 2, содержащая смесь графитоподобного нитрида бора и катализатора, отличающаяся тем, что с целью повышения общего выхода и выхода фракций 125-250 мкм кубического нитрида бора, она дополнительно содержит порошок плазмохимического нитрида бора при следующем соотношении компонентов плазмохимического нитрида бора - 0,1-20 мас. , ка 11097 1 2008.08.30 тализатор - 5-30 мас. , графитоподобный нитрид бора - остальное. Ее недостатком является тот факт, что она направлена на увеличение общего выхода только фракций 125250 мкм. Данный патент использован в качестве прототипа. Задачей изобретения является разработка состава реакционной шихты для получения кубического нитрида бора с дисперсностью от 7 мкм до 100 мкм, с возможностью, изменяя состав в небольшом диапазоне, получать порошки с увеличенным содержанием заданных фракций. Порошки КНБ с размером зерна в указанном диапазоне зернистостей широко используются как при получении композиционных, так и шлифовально-полировальных материалов инструментального назначения. Они получаются методом дробления более крупных фракций с последующей ситовой и жидкостной классификацией. Данные процессы трудоемки и затратны, кроме того, ведут к потерям годного продукта. Поэтому увеличение выхода порошков КНБ той или иной фракции в диапазоне зернистостей от 7 мкм до 100 мкм в процессе синтеза имеет важное техническое значение. Предлагаемая шихта для получения кубического нитрида бора позволяет повысить выход порошков в диапазоне зернистостей от 7 мкм до 100 мкм. Сущностью заявляемого способа и его отличительным признаком является то, что для приготовления шихты используют один из галогенидов аммония. Согласно существующим представлениям по каталитическому синтезу кубический нитрид бора образуется из пересыщенных нитридом бора расплавов - катализаторов в области термодинамической устойчивости указанного материала. На начальном этапе магний плавится, растворяя графитоподобный нитрид бора, образуя борнитрид магния. При пересыщении эвтектического расплава борнитрид магния - нитрид бора начинает образовываться кубический нитрид бора. Образование новой фазы происходит в местах флуктуации вязкости расплава. Экспериментально было установлено, что в местах нахождения галогенидов образуется газовая фаза, которая изменяет пересыщение системы и стимулирует образование кубического нитрида бора. Избыточное давление внутри камеры позволяет получить кубический нитрид бора при меньших значениях давления и температуры. Изменяя количество и разновидность галогенидов можно стимулировать получение определенных фракций в диапазоне зернистостей от 7 до 100 мкм. Таким образом, создаются предпосылки для получения монокристаллических порошков кубического нитрида бора большей зернистости. При получении порошков КНБ использовались порошки графитоподобного нитрида бора ТУ 2-036-787-77 (80-94 мас. ), порошок магния металлического марки МПФ-1 ГОСТ 6001-79 (15-5 мас. ) и добавки - один из галогенидов аммония (фторид, хлорид,бромид, иодид) (1-5 мас. ) (хлорид аммония 4 ГОСТ 3773-72, квалификация Ч фторид аммония 4 ГОСТ 4518-75, квалификация ЧДА бромид аммония 4 ГОСТ 19275-73, квалификация ЧДА иодид аммония 4 ГОСТ 3764-75 квалификация Ч). Перед смешиванием графитоподобный нитрид бора высушивался при температуре 100 С. Затем компоненты шихты смешивались. После смешивания порошки уплотнялись в пресс-форме при давлении 0,5 ГПа ипомещались в графитовый нагреватель, размещенный в контейнере из литографского камня. Собранный контейнер устанавливался в центральном углублении камеры высокого давления и подвергался воздействию высоких давлений и температур. После выдержки при данных условиях, снималось давление в камере, и извлекался продукт синтеза в виде спека. Полученные спеки дробились, и из них выделялись порошки кубического нитрида бора. Ниже в таблице приведены примеры получения порошков КНБ по известным и заявленным способам. Как видно из приведенных в таблице данных в результате использования шихты указанных составов можно стимулировать образование порошка кубического нитрида бора определенной зернистости. 2 11097 1 2008.08.30 Использование заявленного способа по сравнению с известными способами обеспечивает увеличение содержания фракций в диапазоне зернистостей от 7 мкм до 100 мкм в среднем свыше 10 . Состав исходной шихты, мас.Параметры синтеза Катали Р,Добавка ГНБ затор Т, К Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3