Шихта для получения микропорошка кубического нитрида бора
Текст
(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МИКРОПОРОШКА КУБИЧЕСКОГО НИТРИДА БОРА(71) Заявитель Государственное научно-производственное объединение Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по материаловедению(72) Автор Старченко Игорь Михайлович(73) Патентообладатель Государственное научно-производственное объединение Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по материаловедению(57) Шихта для получения микропорошка кубического нитрида бора, включающая фторид лития, азид натрия, поливиниловый спирт и графитоподобный нитрид бора, отличающаяся тем, что дополнительно содержит ультрадисперсные алмазы при следующем соотношении компонентов, мас.фторид лития 1-25 азид натрия 2-25 поливиниловый спирт 0,05-2,50 графитоподобный нитрид бора 32,5-96,9 ультрадисперсные алмазы 0,05-15,00. Изобретение относится к области получения сверхтвердых материалов, а именно к получению микропорошков кубического нитрида бора. Известна шихта, представляющая собой смесь фторида лития, азида натрия, поливинилового спирта (5-25 5-25 0,1-2,5 мас. ) и гексагонального нитрида бора 1. Недостатки такой шихты выход кубического нитрида бора составляет порядка 40 мас.при достаточно длительном времени синтеза ( 60 с). Размеры частиц порошков неодинаковы и находятся в диапазоне от 1 до 60 мкм. В качестве прототипа выбрана шихта, представляющая собой смесь фторида лития - 525 мас. , азида натрия - 5-25 мас. , поливинилового спирта - 0,1-2,5 мас. , нитрида кремния - 1-10 мас. , гексагонального нитрида бора - остальное 2. Недостатки такой шихты размеры частиц синтезируемых порошков неодинаковы,находятся в диапазоне 5-10 мкм. Задачи создания качественных инструментальных материалов требуют снижения размеров частиц кубического нитрида бора и уменьшения диапазона разброса размеров частиц. Задачей данного изобретения является разработка шихты для повышения выхода кристаллов кубического нитрида бора с размерами частиц менее 5 мкм, с диапазоном разброса 1 мкм. 14919 1 2011.10.30 Поставленная задача достигается тем, что в шихту для получения микропорошка кубического нитрида бора, содержащую фторид лития, азид натрия, поливиниловый спирт и графитоподобный нитрид бора, дополнительно вводят ультрадисперсные алмазы при следующем соотношении компонентов, мас.фторид лития 1-25 азид натрия 2-25 поливиниловый спирт 0,05-2,50 графитоподобный нитрид бора 32,5-96,9 ультрадисперсный алмаз 0,05-15,00. Новым, по мнению автора, является то, что в шихту добавляется ультрадисперсный алмаз в количестве 0,05-15 мас. , что обеспечивает уменьшение размеров синтезируемых порошков кубического нитрида бора до 2-5 мкм. Шихту перемешивают по обычной процедуре в течение 2 ч, прессуют из нее таблетки диаметром 10 мм и высотой 11 мм, помещают в контейнер из литографского камня с графитовым нагревателем с заглушками, спрессованными из смеси графита и карбоната кальция. Контейнер помещают в аппарат высокого давления и подвергают воздействию давлений в диапазоне 4-5 ГПа и температур 1150-1400 С в течение 10-30 с. После термообработки давление снижают до атмосферного. Извлекается спек, состоящий из смеси кубического нитрида бора, гексагонального нитрида бора, а также продуктов взаимодействия фторида лития и азида натрия. Количество продуктов взаимодействия фторида лития и азида натрия не превышает 3 . Количество кубического нитрида бора в спеке в зависимости от режима колеблется от 70 до 93 . Установлено, что содержание ультрадисперсных алмазов менее 0,05 мас.не приводит к существенному увеличению выхода кубического нитрида бора нужного размера, а при содержании более 15 мас.выход кубического нитрида бора нужного размера снижается. Способ получения порошков кубического нитрида бора иллюстрируется следующими примерами. Пример 1. Готовится шихта путем смешивания в течение 2 ч в шаровой мельнице компонентов,взятых в следующих соотношениях 10 мас.фторида лития, 10 мас.азида натрия,0,3 мас.поливинилового спирта, 5 мас.ультрадисперсного алмаза и 74,7 мас.гексагонального нитрида бора. Из шихты прессуются таблетки диаметром 10 мм и высотой 10 мм под давлением 2,0 кгс/см 2. Таблетку помещают в графитовый нагреватель, размещенный в контейнере высокого давления, с торцов которого устанавливают заглушки. Контейнер помещают в камеру высокого давления типа наковальня с лункой, в которой таблетку сжимают под давлением 4,0 ГПа, затем производят нагрев до 1150 С и осуществляют термообработку в течение 20 с. После термообработки отключают нагрев и снижают давление до атмосферного. Таблетку извлекают из контейнера и очищают кубический нитрид бора от побочных продуктов реакции. Выход порошка кубического нитрида бора составил 80 мас.от количества исходного гексагонального нитрида бора,размер частиц основной фракции находится в диапазоне от 41 мкм. Пример 2. Готовится шихта путем смешивания в течение 2 ч в шаровой мельнице компонентов,взятых в следующих соотношениях 20 мас.фторида лития, 10 мас.азида натрия,0,1 мас.поливинилового спирта, 7 мас.ультрадисперсного алмаза и 62,9 мас.гексагонального нитрида бора. Из шихты прессуются таблетки диаметром 10 мм и высотой 10 мм под давлением 2,0 кгс/см 2. Таблетку помещают в графитовый нагреватель, размещенный в контейнере высокого давления, с торцов которого устанавливают заглушки. Контейнер помещают в камеру высокого давления типа наковальня с лункой, в которой таблетку сжимают под давлением 4,5 ГПа, затем производят нагрев до 1200 С и осуществляют термообработку в течение 10 с. После термообработки отключают нагрев и снижают давление до атмосферного. Таблетку извлекают из контейнера и очищают куби 2 14919 1 2011.10.30 ческий нитрид бора от побочных продуктов реакции. Выход порошка кубического нитрида бора составил 90 мас.от количества исходного гексагонального нитрида бора, размер частиц основной фракции находится в диапазоне от 31 мкм. Пример 3. Готовится шихта путем смешивания в течение 2 ч в шаровой мельнице компонентов,взятых в следующих соотношениях 25 мас.фторида лития, 25 мас.азида натрия,0,5 мас.поливинилового спирта, 5 мас.ультрадисперсного алмаза и 44,5 мас.гексагонального нитрида бора. Из шихты прессуются таблетки диаметром 10 мм и высотой 10 мм под давлением 2,0 кгс/см 2. Таблетку помещают в графитовый нагреватель, размещенный в контейнере высокого давления, с торцов которого устанавливают заглушки. Контейнер помещают в камеру высокого давления типа наковальня с лункой, в которой таблетку сжимают под давлением 4,5 ГПа, затем производят нагрев до 1200 С и осуществляют термообработку в течение 15 с. После термообработки отключают нагрев и снижают давление до атмосферного. Таблетку извлекают из контейнера и очищают кубический нитрид бора от побочных продуктов реакции. Выход порошка кубического нитрида бора составил 95 мас.от количества исходного гексагонального нитрида бора,размер частиц основной фракции находится в диапазоне от 31 мкм. Для сопоставления выходных данных по заявляемому изобретению и прототипу были изготовлены образцы по способу-прототипу (таблица). Содер- Содержание жание Преимуществом заявляемого изобретения является то, что по сравнению с известным получаются микропорошки кубического нитрида бора с заданными размерами и малым разбросом по размерам, что позволяет использовать их для получения качественного режущего инструмента. Источники информации 1. Патент РБ 6344, 2004. 2. Патент РБ 11017, 2008. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3
МПК / Метки
МПК: B01J 3/06, C01B 21/00
Метки: бора, кубического, шихта, получения, нитрида, микропорошка
Код ссылки
<a href="https://by.patents.su/3-14919-shihta-dlya-polucheniya-mikroporoshka-kubicheskogo-nitrida-bora.html" rel="bookmark" title="База патентов Беларуси">Шихта для получения микропорошка кубического нитрида бора</a>
Предыдущий патент: Композиционный материал на основе кубического нитрида бора
Следующий патент: Ионный источник
Случайный патент: Планшет для устройства считывания графической информации