close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY12406

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2009.10.30
(12)
(51) МПК (2006)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
B 01J 3/06
C 30B 29/10
B 22F 7/02
C 04B 35/583
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛАСТИН КУБИЧЕСКОГО
НИТРИДА БОРА
(21) Номер заявки: a 20080407
(22) 2008.04.01
(71) Заявитель: Государственное научнопроизводственное объединение "Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по
материаловедению" (BY)
(72) Авторы: Ракицкая Людмила Иосифовна; Аниченко Николай Георгиевич (BY)
BY 12406 C1 2009.10.30
BY (11) 12406
(13) C1
(19)
(73) Патентообладатель: Государственное
научно-производственное объединение
"Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по
материаловедению" (BY)
(56) DE 2232227, 1973.
JP 05170550 A, 1993.
JP 06072768 A, 1994.
US 4289503, 1981.
US 4188194, 1980.
RU 2034779 C1, 1995.
EP 0512762 A2, 1992.
SU 1538467 A1, 1994.
(57)
1. Способ получения пластин кубического нитрида бора, включающий размещение в
реакционном объеме камеры высокого давления, ограниченном стенками графитового нагревателя, заготовок из нитрида бора и термобарическую обработку их в области стабильности кубического нитрида бора, отличающийся тем, что в качестве заготовок
используют монолитные заготовки из пиролитического нитрида бора, которые размещают
в непосредственном контакте друг с другом до полного заполнения реакционного объема.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что графитовый нагреватель окружают снаружи экраном из тугоплавкого металла, выбранного из Ti, Ta, Mo, Zr.
Фиг. 1
BY 12406 C1 2009.10.30
Изобретение относится к области синтеза поликристаллов кубического нитрида бора
(КНБ), которые могут найти применение в инструментальной промышленности для оснащения лезвийного инструмента.
Известен способ получения поликристаллов КНБ [1], в котором на заготовку, спрессованную из гексагонального нитрида бора (ГНБ), воздействуют давлением и температурой
в области стабильности КНБ.
Недостаток этого способа заключается в том, что за один технологический цикл получается одна пластина.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является
способ получения пластин КНБ [2], в котором берут порошок КНБ, располагают его на
подложке из твердого сплава и спекают в присутствии легирующих металлов из группы
никель, кобальт, марганец, железо, ванадий, хром. Этот способ предусматривает одновременное получение двух изделий, для чего две заготовки, содержащие спеченный твердый
сплав, порошок КНБ и легирующие добавки, для предотвращения их спекания друг с другом разделяют слоем из хлористого натрия либо гексагонального нитрида бора.
Однако известный способ [2] имеет следующие недостатки. При одновременном получении двух или более изделий часть реакционного объема будет занята разделяющими
прокладками, что уменьшает количество пластин, получаемых за один технологический
цикл. Это в наибольшей степени проявляется, когда необходимо получать тонкие пластины, поскольку в этом случае толщина пластин сравнима с толщиной разделительного
слоя. Кроме того, поскольку разделительный слой выполняется из пластического материала, форма исходных заготовок будет при сжатии искажаться произвольным образом,
что повышает трудоемкость их дальнейшей обработки. К недостаткам этого способа следует также отнести само наличие вещества разделительного слоя, которое в процессе термобарической обработки неизбежно будет загрязнять получаемые пластины.
Общими существенными признаками прототипа и заявляемого объекта являются размещение в реакционном объеме камеры высокого давления, ограниченном стенками нагревателя, заготовок нитрида бора и термобарическая обработка их в области
стабильности кубического нитрида бора.
Задачей настоящего изобретения является увеличение выхода пластин за технологический цикл и упрощение процесса.
Поставленная задача достигается тем, что в известном способе получения пластин кубического нитрида бора, включающем размещение в реакционном объеме камеры высокого давления, ограниченном стенками графитового нагревателя, заготовок из нитрида
бора и термобарическую обработку их в области стабильности кубического нитрида бора,
новым является то, что в качестве заготовок используют монолитные заготовки из пиролитического нитрида бора, которые размещают в непосредственном контакте друг с другом до полного заполнения реакционного объема. Графитовый нагреватель окружают
снаружи экраном из тугоплавкого металла, выбранного из Ti, Та, Mo, Zr.
Известное техническое решение [1], в котором для получения одновременно нескольких изделий за один технологический цикл заготовки разделены прокладками из хлористого натрия, не позволяет максимально использовать полезный объем реакционной
камеры, что достигается в предлагаемом способе. Использование для получения пластин
монолитных заготовок из пиролитического нитрида бора (ПНБ) позволяет максимально
использовать реакционный объем. При этом, как показал опыт, в процессе синтеза припекания пластин друг с другом не происходит, и после извлечения из камеры высокого давления они легко разделяются. Кроме того, поскольку ПНБ представляет собой довольно
прочный материал, из него можно изготавливать очень тонкие заготовки менее 0,5 мм и
получать из них пластины КНБ толщиной менее 0,3 мм, что практически невозможно при
использовании порошков ГНБ или КНБ. Экспериментально было установлено, что наличие экрана из тугоплавкого металла из группы Ti, Та, Mo, Zr обеспечивает экранировку
2
BY 12406 C1 2009.10.30
реакционного объема от проникновения примесей из контейнера, что существенно при
фазовом превращении ПНБ в КНБ и обеспечивает стабильность электро- и теплофизических свойств полученных поликристаллов. В отсутствие экрана фазовое превращение
ПНБ→КНБ идет нестабильно, и свойства полученных поликристаллов низкие.
На фиг. 1 показано осевое сечение реакционной ячейки, в которой заготовки из ПНБ
уложены непосредственно друг на друга, где 1 - контейнер из литографского камня, 2 теплоизолирующие заглушки, 3 - токовводы, 4 - экран из фольги Та, 5 - графитовый нагреватель, 6 - заготовки из ПНБ.
На фиг. 2 показано осевое сечение реакционной ячейки для получения двухслойных
пластин, где 1 - контейнер из литографского камня, 2 - теплоизолирующие заглушки, 3 токовводы, 4 - экран из фольги Та, 5 - графитовый нагреватель, 6 - заготовки из ПНБ, 7 фольга вольфрама.
На фиг. 3 показано радиальное сечение реакционного объема, в котором заготовка из
ПНБ выполнена в виде секторов: 1 - экран из фольги Та, 2 - графитовый нагреватель, 3 заготовки из ПНБ.
На фиг. 4 показан пакет из 24 заготовок из ПНБ.
Ниже приведены примеры конкретного выполнения.
Пример 1
Из пластин ПНБ толщиной 1 мм алмазным сверлом перпендикулярно к слоям осаждения вырезали заготовки в виде диска диаметром 8,7 мм. Четыре такие пластины помещали
в нагреватель реакционной ячейки в соответствии со схемой, изображенной на фиг. 1, и
подвергали воздействию давления 7,5-8,0 ГПа, температуры 2700-2800 K в течение 20 с.
Затем нагрев отключали, давление снижали до атмосферного и из нагревателя извлекали
пакет пластин, который легко разделялся на четыре пластины диаметром 8 мм и толщиной
0,7 мм.
Пример 2
В отличие от примера 1 две заготовки из ПНБ диаметром 8,7 мм и толщиной 1,5 мм
располагали в контакте друг с другом, а также в контакте с вольфрамовой фольгой толщиной 0,05 мм, как показано на фиг. 2. В результате термобарической обработки получали две двухслойные пластины, содержащие слой КНБ и спеченную с ним подложку из
карбида вольфрама.
Пример 3
В отличие от примера 1 из пластины ПНБ вырезали заготовки в виде треугольников.
Шесть таких треугольников, уложенных в нагреватель, как показано на фиг. 3, образовывали шестиугольник с диаметром описанной окружности, равным 9 мм.
Пример 4.
Из ПНБ вырезали заготовки в виде прямоугольных пластинок размером 2×2 мм и толщиной 0,5 мм. В реакционную полость, которая имела прямоугольное сечение 4×4 мм при
высоте реакционной полости 3,5 мм, помещали 24 такие заготовки в виде пакета, как показано на фиг. 4, и воздействовали давлением 7,5-8,0 ГПа и температурой 2700 K в течение 20 с. В результате получали 24 пластины КНБ размерами 1,8×1,8×0,3 мм, которые
после шлифовки были использованы для изготовления теплоотводящих подложек полупроводниковых устройств.
Использование предлагаемого способа получения пластин КНБ обеспечивает по сравнению с существующими следующие преимущества: увеличивается выход пластин за
технологический цикл за счет более полного использования объема реакционной ячейки;
упрощается процесс получения пластин за счет исключения операций изготовления и установки разделительных прокладок.
3
BY 12406 C1 2009.10.30
Источники информации:
1. А.с. СССР 1185748. Способ получения поликристаллов кубического нитрида бора /
А.М. Мазуренко, Э.Б. Ракицкий. МПК С01В 21/06, 1985.
2. Заявка ФРГ 2232227. Способ получения кубического нитрида бора для металлорежущей обработки материала / Дж. Электрик. МПК С22С29/00, B22J 7/00, 1973.
Фиг. 2
Фиг. 3
Фиг. 4
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
4
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
487 Кб
Теги
by12406, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа