close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY10860

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2008.06.30
(12)
(51) МПК (2006)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
BY (11) 10860
(13) C1
(19)
B 01J 3/06
C 01B 21/00
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КУБИЧЕСКОГО НИТРИДА БОРА
(21) Номер заявки: a 20061138
(22) 2006.11.14
(71) Заявитель: Государственное научнопроизводственное объединение "Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по
материаловедению" (BY)
(72) Авторы: Шипило Виктор Брониславович; Игнатенко Олег Владимирович; Шемпель Наталья Александровна (BY)
(73) Патентообладатель: Государственное
научно-производственное объединение
"Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по
материаловедению" (BY)
(56) SU 322949 A1, 2000.
RU 2034642 C1, 1995.
BY 7965 C1, 2006.
RU 2051085 C1, 1995.
RU 2077474 C1, 1997.
RU 2078030 C1, 1997.
DE 19721082 A1, 1997.
US 5618509 A, 1997.
BY 10860 C1 2008.06.30
(57)
Способ получения кубического нитрида бора, включающий приготовление шихты из
гексагонального нитрида бора и катализатора и воздействие на нее высоким давлением и
температурой, отличающийся тем, что готовят шихту, содержащую 90-96 мас. % гексагонального нитрида бора с размером зерна менее 10 мкм и в качестве катализатора 4-10 мас. % нитрида лития, и воздействуют на нее давлением 5,0-5,5 ГПа и температурой
1600-1850 °С.
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 и инструмента на его основе.
Известен способ получения кубического нитрида бора [1], включающий приготовление шихты из порошков гексагонального нитрида бора (далее ГНБ), катализатора - гидрида лития (18-25 мас. %) и наполнителя - азида натрия (8-25 %) с последующим
воздействием на шихту высоким давлением и температурой. Его недостатком является тот
факт, что количество синтезируемых кристаллов с размером зерна менее 10 микрон 11 мас. %.
Известен также способ получения кубического нитрида бора [2], включающий воздействие на гексагональный нитрид бора в присутствии катализатора (лития, магния и нитрида магния) давлением выше 6ГПа и температурой 1500-1800 °С, с целью получения
мелкодисперсного кубического нитрида бора. Его недостатком является тот факт, что количество кристаллов менее 10 мкм составляет - 29 %. Данный патент использован в качестве прототипа.
BY 10860 C1 2008.06.30
Задачей изобретения является разработка метода получения кубического нитрида бора
с дисперсностью менее 10 мкм с увеличенным содержанием данных фракций.
Микропорошки КНБ с размером зерна менее 10 мкм широко используются при получении композиционных материалов инструментального назначения. Они получаются методом дробления более крупных фракций и последующей жидкостной классификацией.
Данные процессы трудоемки и затратны, кроме того, ведут к потерям годного продукта.
Поэтому увеличение выхода микропорошков КНБ с размером зерна менее 10 мкм в процессе синтеза имеет важное техническое значение.
Предлагаемый способ получения кубического нитрида бора позволяет повысить выход
микропорошков дисперсностью менее 10 мкм.
Сущностью заявляемого способа и его отличительным признаком является то, что готовят шихту, содержащую 90-96 мас. % гексагонального нитрида бора с размером зерна
менее 10 мкм и в качестве катализатора - 4-10 мас. % нитрида лития, и воздействуют на
нее давлением 5-5,5 ГПа и температурой 1600-1850 °С.
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 нитрид лития плавится, растворяя гексагональный нитрид бора. При пересыщении расплава
нитридом бора начинает образовываться его кубическая модификация. Образование новой фазы происходит в местах флуктуации вязкости расплава. Экспериментально было
установлено, что при использовании гексагонального нитрида бора с размером зерна менее 10 мкм в диапазоне концентраций нитрида лития 4-10 мас. % области образования
расплава не перекрываются. При формировании кубического нитрида бора в таких условиях граница раздела фаз "расплав-гексагональный нитрид бора" является зародышем
кристаллизации. Условия кристаллизации стимулируют избыточное зародышеобразование.
При введении концентрации нитрида лития менее 4 мас. % общий выход кубического
нитрида бора существенно уменьшается. А при концентрации нитрида лития более 10 мас. %
происходит перекрывание областей кристаллизации, приводящее к сращиванию кристаллов кубического нитрида бора.
При получении порошков КНБ использовались порошки гексагонального нитрида бора
дисперсности менее 10 мкм и нитрида лития в количестве 90-96 и 10-4 мас. % соответственно. После высушивания при температуре 100 °С гексагональный нитрид бора смешивался с нитридом лития. Затем порошки уплотнялись в пресс-форме при давлении 0,5 ГПа
и помещались в графитовый нагреватель, размещенный в контейнере из литографского
камня. Собранный контейнер устанавливался в центральном углублении камеры высокого
давления и подвергался сжатию до заданных параметров синтеза - Р = 5-5,5 ГПа, Т = 16001850 °С, t = 0,25-0,5 мин. После выдержки при указанных параметрах выключался ток нагрева, снималось давление в камере, и извлекался продукт синтеза в виде спека. Полученные спеки дробились, и из них выделялись микропорошки 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 гексагонального нитрида бора с размером зерна менее 10 мкм и нитрида лития в соотношении
между собой, как указано в формуле изобретения, существенно увеличился выход микропорошков КНБ с размером зерна менее 10 мкм.
Использование заявленного способа по сравнению с известными обеспечивает в среднем при идентичных условиях синтеза увеличенный выход микропорошков КНБ с размером зерна менее 10 мкм примерно в три раза.
2
BY 10860 C1 2008.06.30
№ п/п
Состав исходной шихты,
мас. %
ГНБ
Катализатор
1
2
74
90
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
96
95
94
93
92
91
90
96
95
94
93
92
91
90
Параметры синтеза
Р, ГПа
T, °С
Известные способы
18LiH + 8Na3N
5
1500
10Li
6
1500
Заявленный способ
4Li3N
5
1600
5Li3N
5
1600
6Li3N
5
1600
7Li3N
5
1600
8Li3N
5
1600
9Li3N
5
1600
10Li3N
5
1600
4Li3N
5,5
1850
5Li3N
5,5
1850
6Li3N
5,5
1850
7Li3N
5,5
1850
8Li3N
5,5
1850
9Li3N
5,5
1850
10Li3N
5,5
1850
Источники информации:
1. Патент России 2034642, 1995.
2. Патент России 322949, 2000.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
3
t, мин
Выход микропорошков - 10 мкм, %
1,5
1,5
11
29
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
95
95
95
95
95
95
95
97
97
97
97
97
97
97
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
77 Кб
Теги
by10860, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа