СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ СИНТЕЗА ПОЛИКРИСТАЛЛОВ КУБИЧЕСКОГО НИТРИДА БОРА ИЛИ АЛМАЗА Советский патент 1995 года по МПК C01B21/64 C01B31/06 

Изобретение относится к области получения материалов для синтеза сверхтвердых поликристаллов, в частности к получению аморфных нитрида бора или графита, и может быть использовано для создания полупроводниковых устройств на основе этих материалов.

Целью изобретения является повышение прочности поликристаллов за счет увеличения степени аморфизации исходного материала.

П р и м е р 1. 0,06 г природного цейлонского графита насыпают тонким слоем на наковальню и прессуют образец при давлении ≈0,05 ГПа. Далее на образец при температуре 300 К воздействуют давлением 2,0 ГПа и сдвиговой деформацией при угле сдвига 360^о. Сразу же после сдвига давление снижают до атмосферного и образец извлекают. Общее время синтеза 30 с. Рентгено-фазовым методом установлено, что конечный продукт на 90% состоит из аморфного углерода с d₀₀₂ 3,8 ± 0,1 . Удельная поверхность 600-800 м²/г насыпная масса 0,30-0,40 г/см³.

Из полученного материала были синтезированы поликристаллы алмаза при давлении 8 ГПа и температуре 2000 К, которые имели предел прочности на сжатие 260 кг/мм² по сравнению с 220 кг/мм² для поликристаллов алмаза, полученных из цейлонского графита.

П р и м е р 2. 0,03 г порошка графита марки МГ-осч прессуют при давлении 0,05 ГПа, охлаждают до 77 К воздействуют давлением 1,0 ГПа и сдвиговой деформацией при угле сдвига 240^о. Полученный углерод полностью аморфный.

П р и м е р 3. 0,05 г порошка графитоподобного нитрида бора прессуют при давлении ≈0,05 ГПа, охлаждают до 77 К, воздействуют давлением 0,4 ГПа и сдвиговой деформацией при угле сдвига 30^о.

Полученный нитрид бора полностью аморфный, о чем свидетельствует отсутствие всех отражений на рентгенограмме за исключением малоинтенсивного гало при
2θ= 20-25^°(d=3,8± 0,1 ) или С 7,6±0,2 А. Удельная поверхность аморфного нитрида бора 600-700 м²/г.

Из полученного материала были синтезированы поликристаллы кубического нитрида бора (КНБ) при давлении 8 ГПа и температуре 2000 К, которые имели прочность на сжатие 270 кг/мм² по сравнению с 210 кг/мм² для поликристаллов КНБ, полученных из высококристаллического графитоподобного нитрида бора.

Таким образом, предложенный способ позволяет получить полностью аморфные углерод и нитрид бора, которые могут быть использованы для синтеза поликристаллических сверхтвердых материалов высокой прочности.

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ СИНТЕЗА ПОЛИКРИСТАЛЛОВ КУБИЧЕСКОГО НИТРИДА БОРА ИЛИ АЛМАЗА, включающий воздействие высокого давления и сдвиговой деформации на спрессованный исходный материал с последующим снижением давления до атмосферного, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности поликристаллов за счет увеличения степени аморфизации материала, на спрессованный исходный материал с температурой 77 300 К воздействуют давлением 0,4 2,0 ГПа и сдвиговой деформацией при углах сдвига 30 - 360^o. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве исходного материала используют кристаллические модификации нитрида бора или графита.