close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY13574

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2010.08.30
(12)
(51) МПК (2009)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
BY (11) 13574
(13) C1
(19)
C 01B 21/00
B 01J 3/06
ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКА КУБИЧЕСКОГО
НИТРИДА БОРА
(21) Номер заявки: a 20090717
(22) 2009.05.18
(71) Заявитель: Государственное научное учреждение "Объединенный
институт машиностроения Национальной академии наук Беларуси"
(BY)
(72) Авторы: Гамеза Людмила Михайловна; Антонович Ярослав Валентинович; Целуевский Михаил Станиславович; Унярха Люция Степановна (BY)
(73) Патентообладатель: Государственное
научное учреждение "Объединенный
институт машиностроения Национальной академии наук Беларуси"
(BY)
(56) BY 6344 C1, 2004.
RU 2034642 C1, 1995.
US RE36492 E, 2000.
BY 3954 C1, 2001.
BY 7965 C1, 2006.
BY 8883 C1, 2007.
BY 13574 C1 2010.08.30
(57)
Шихта для получения порошка кубического нитрида бора, включающая графитоподобный нитрид бора и азид натрия, отличающаяся тем, что дополнительно содержит порошок никеля при следующем соотношении компонентов, мас. %:
азид натрия
5-25
никель
5-25
графитоподобный нитрид бора
остальное,
при этом дисперсность компонентов составляет 5-10 мкм.
Изобретение относится к области технологии получения абразивных материалов, а
именно к области получения порошков кубического нитрида бора, предназначенных для
получения сверхтвердых композиционных материалов.
Известна шихта для получения монокристаллов кубического нитрида бора, содержащая в качестве основы графитоподобный нитрид бора, включающая гидрид лития и азид
натрия, на которую воздействуют давлением и температурой, соответствующими области
термодинамической стабильности кубического нитрида бора [1].
Так, в случае состава с содержанием в гексагональном нитриде бора 10 мас. % LiH и
10 мас. % NaN3, обработанного при давлении и температуре, соответствующих области
термодинамической стабильности кубического нитрида бора в течение 6 минут, выход
кубического нитрида бора составил 30 %.
Недостатком указанного способа является то, что указанная шихта содержит гидрид
лития, который является добавкой, вносящей значительную долю в нестабильность параметров синтеза вследствие образования газовой составляющей в виде водорода, приводящей к разгерметизации контейнера при синтезе.
BY 13574 C1 2010.08.30
В качестве ближайшего аналога выбрана шихта, представляющая собой смесь фторида лития - 5-25 мас. %, азида натрия - 5-25 мас. %, поливинилового спирта - 0,1-2,5 мас. %,
гексагонального нитрида бора - остальное [2].
К недостаткам указанной шихты следует отнести то, что выход порошков кубического
нитрида бора составляет не более 42 мас. %.
Задачей настоящего изобретения является создание шихты, позволяющей значительно
увеличить выход порошка кубического нитрида бора.
Задача решена путем изменения состава шихты, заключающегося в том, что к графитоподобному нитриду бора и азиду натрия, согласно изобретению, добавляют порошок
никеля при следующем соотношении компонентов, мас. %: азид натрия - 5-25; никель - 525; графитоподобный нитрид бора - остальное, при этом дисперсность компонентов составляет 5-10 мкм.
Увеличение выхода порошков кубического нитрида бора достигается за счет введения
в шихту, содержащую азид натрия и графитоподобный нитрид бора, порошка никеля.
Шихту перемешивают в течение 3 часов, затем прессуют цилиндрические брикеты диаметром 10 мм и высотой 11 мм. Брикет помещают в контейнер из литографского камня с
графитовым нагревателем, а с торцов размещают нагревательные элементы, спрессованные из смеси графита и карбоната кальция. Контейнер устанавливают в центральном
углублении твердосплавных матриц аппарата высокого давления и подвергают воздействию давлений в диапазоне 4-5 ГПа и температур 1200-1400 °С. Время выдержки при
указанных параметрах составляет 15-30 секунд. Затем нагрев прекращают, а давление
снижают до атмосферного. Раскрывают контейнер, извлекают из него брикет, состоящий
в основном из смеси графитоподобного и кубического нитрида бора, и обрабатывают его
любым из известных способов для выделения кубического нитрида бора. Количество кубического нитрида бора в брикете колеблется от 50 до 87 %.
Установлено, что содержание никеля менее 5 мас. % не приводит к существенному
увеличению выхода кубического нитрида бора, а при содержании более 25 мас. % процесс
получения порошка кубического нитрида бора экономически не выгоден, так как доля катализатора высока и выход порошка кубического нитрида бора при этом уменьшен.
При содержании азида натрия менее 5 мас. % выход порошка кубического нитрида
бора также несуществен, а при содержании более 25 мас. % процесс получения порошка
кубического нитрида бора также экономически не выгоден вследствие уменьшения содержания нитрида бора, а также вследствие образования новых химических соединений Ca2Na2(CO3)3, NaNO2.
Способ приготовления предлагаемого состава шихты для получения порошка кубического нитрида бора иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1
Шихту для получения порошка кубического нитрида бора готовили путем смешивания
в течение 3 часов в шаровой мельнице компонентов, взятых в следующих соотношениях:
3 мас. % азида натрия, 3 мас. % никеля и 94 мас. % графитоподобного нитрида бора. Затем
из шихты прессовали брикет диаметром 10 мм и высотой 11 мм под давлением
2⋅104 кгс/см2. Брикет помещали внутрь трубчатого графитового нагревателя, предварительно размещенного в электроизоляционном контейнере, изготовленном из литографского
камня, с торцов которого устанавливали токопроводящие шайбы. Снаряженный таким образом контейнер помещали в камеру высокого давления типа "наковальня с лункой", в которой брикет сжимали под давлением 4,0 ГПа, затем производили нагрев до 1200 °С и
осуществляли выдержку в течение 20 секунд. После выдержки при указанных параметрах
нагрев прекращали, а давление снижали до атмосферного. Брикет извлекали из контейнера
и производили очистку порошка кубического нитрида бора от побочных продуктов реакции
синтеза любым из известных способов. Выход порошка кубического нитрида бора с размерами менее 20 мкм в данном эксперименте составил 45 мас. %.
2
BY 13574 C1 2010.08.30
Пример 2
Шихта, приготовленная так же, как и в примере 1, состоящая из 10 мас. % азида
натрия, 15 мас. % никеля и 75 мас. % графитоподобного нитрида бора. Параметры синтеза: давление 4,5 ГПа, температура синтеза 1200 °С, время синтеза 20 секунд. После очистки определили выход порошка кубического нитрида бора с размерами менее 14 мкм,
который составил 80 мас. % от количества исходного графитоподобного нитрида бора.
Пример 3
Шихта, приготовленная так же, как и в примере 1, состоящая из 25 мас. % азида
натрия, 25 мас. % никеля и 50 мас. % графитоподобного нитрида бора. Операции прессования и заправки в контейнер производятся так же, как и в примере 1. Параметры синтеза:
давление 4,5 ГПа, температура синтеза 1200 °С, время синтеза 20 секунд. После очистки
определили выход порошка кубического нитрида бора с размерами менее 10 мкм, который составил 87 мас. %.
Для сопоставления выходных данных по заявляемому изобретению и прототипу были
изготовлены образцы по способу-прототипу. Данные сравнительных испытаний сведены в
таблицу.
№ опыта
Содержание
ГНБ, мас. %
1
2
80
50,0
3
4
5
6
7
94,0
90,0
75,0
50,0
48,0
Содержание
Содержание
LiH, мас. %
NaN3, мас. %
Известная шихта
10
10
25
25
Заявляемая шихта
3
5
10
25
26
Содержание Выход порошка
Ni, мас. %
КНБ, мас. %
-
25
30
3
5
15
25
26
45
50
80
87
47
Из данных таблицы следует, что по отношению к прототипу выход порошков кубического нитрида бора увеличился в 2-3 раза.
Источники информации:
1. RU 2034642 C1, 1995.
2. BY 6344 C1, 2004.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
3
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
77 Кб
Теги
патент, by13574
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа