Способ получения кубического нитрида бора

 

Использование: получение абразивных материалов и инструментов. Сущность изобретения; смешивают гексагональный нитрид бора, магний и солянокислый гидразин в количестве 3,8 - 6,3 мас.% в расчете на всю шихту, помещают в камеру высокого давления, воздействуют высоким давлением и температурой в течение времени, достаточного для образования кубического BN. Выход кубического BN зернистостью более 100 мкм 25,2 - 33,5 мас.% или 1,6 - 2,75 карат на одно пресс-спекание. 2 табл.

Изобретение относится к технике получения высокотвердых материалов, а именно к синтезу кубического нитрида бора, применяющегося для изготовления абразивных инструментов.

Известен способ получения кубического нитрида бора из шихты, содержащей источник бора, источник азота, инициатор превращения и газообразующую добавку, разлагающуюся в процессе синтеза с образованием водорода и способствующую увеличению размера кристаллов.

Получаемые этим способом одиночные кристаллы имеют правильную кристаллографическую форму и размер до 950 мкм. Однако общий выход порошков крупных размеров зернистостей (более 100 мкм), механическая прочность зерна, а также выход конечного продукта с одного пресс-спекания недостаточны.

Установлено, что можно повысить выход кубического нитрида бора крупных зернистостей, а также выход с одного пресс-спекания, одновременно повысив механическую прочность единичного зерна, если воздействовать высокими давлением и температурой на шихту, содержащую гексагональный нитрид бора - (α - BN), инициатор превращения и газообразующую добавку, в качестве которой используют солянокислый гидразин в количестве от 3,8 до 6,3 мас.%.

Уменьшение содержания солянокислого гидразина в шихте (менее 3,8 мас.%) или его увеличение (более 6,3 мас.%) приводит к снижению механической прочности полученного зерна.

Для получения кубического нитрида бора в соответствии с изобретением смешивают гексагональный нитрид бора - (α - BN), магний - инициатор превращения гексагонального нитрида бора в кубическую модификацию и солянокислый гидразин. Полученную шихту помещают в камеру аппарата высокого давления и высокой температуры любой конструкции и подвергают воздействию высокого давления и температуры в течение времени, достаточного для образования кубического нитрида бора.

Составы шихты по изобретению и зерновой состав полученного продукта приведены в табл. 1. Как видно из таблицы, использование в качестве газообразующей добавки солянокислого гидразина в количестве 3,8 - 6,3 мас.% обеспечивает повышение выхода порошков кубического нитрида бора крупных номеров зернистостей более 100 мкм до 25,2 - 33,5 мас.% от общего выхода или до 1,6 - 2,75 карат на одно пресс-спекание.

Были проведены испытания на механическую прочность, на истирание порошков кубического нитрида бора, полученных по изобретению. Результаты испытаний приведены в табл. 2.

Из табл. 2 видно, что механическая прочность на истирание порошков кубического нитрида бора, полученных по изобретению, превышает механическую прочность порошков по известному способу.

Формула изобретения

Способ получения кубического нитрида бора, включающий приготовление шихты смешиванием гексагонального нитрида бора, магния, водород- и азотсодержащего вещества и воздействие на полученную шихту повышенного давления и температуры, отличающийся тем, что в качестве водород- и азотсодержащего вещества используют солянокислый гидразин в количестве 3,8 - 6,3 мас.% в расчете на всю шихту.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2