СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КУБИЧЕСКОГО НИТРИДА БОРА Российский патент 1998 года по МПК C01B21/64 

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.

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.

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.