Способ получения алмазных композиционных материалов Советский патент 1977 года по МПК C01B31/06 

1

Изо6ретенн1: относится к области изготовления сверх вердых материалов в аппаратуре ВЫСОКО э давления и температуру, обладающих высокими прочностными и абразивными свойствами..

Известны способы получения алмазных композиционных материалов, основанные на одновременном воздействии высокого давления и температуры, на порошки алмаза в сочетании с материалом связки, перемешанным с алмазным порошком. Однако алмазные композиционные материалы, получае. мые известными способами, имеют ряд недостатков. Ага азные зерна в этих материалах не контактируют друг с другом, если количество связки B3srro несколько большим чем необходимо для заполнения лишь микропустот в алмазном каркасе. В этом случае наличие межзеренных прослоек материала связки приводит к снижению твердости и упругих свойств композиционного материала. Кроме того, алмазные зерна недостаточно надежно скрепляются связкой и име- ет место микропористость, если связки взято меньше необходимого количества, что

снижает прочностные и упругий свойства материала. Еспя же количество связки взято равным расчетному, в реальных условиях при неоднородности исходной шихты, осо- бенно мелкозернистой, практически происходит и то и другое, т.е. в участках с излишним содержанием связки наблюдается нарушение контактов алмазных зерен, a с недостаточным содержанием - микропористость и слабое скрепление зерен. Заполнение межзеренных микрообъемов жидкой связкой одновременно по всему объему шихты приводит к захвату газообразных продуктов, находящихся в порошкообразной шихте или появившихся при ее разогреве, н к изоляции газообразных продуктов в пределах межзеренкых микрообъемов от периферии получаемого изделия. Это также приводит к появлению микропористости, a следовательно к снижению предела прочности на сжатие и изгиб и к снижению утфугих свойств.

По предлагаемому способу порошок алмаза подвергают воздействию давления порядка 6О кбар и выше с последующей пропиткой под этим давлением металлами или спла вамн смачивающими алмаз, например титаном титан-офомом и др., посредством их плавления Создание под давлением плотного порош коо€рааного алмазного каркаса, основного носнтепя тв дости и упругих свойств композшшонного материала, позволяет максимально использовать физико-механические ствойства алмаза, введение связки в этотг посредством направленной пропитки обеспечивает наиболее|качественное заполнение ею межзеренных микрообъемов каркаса с вытеснением гаэоо азных продуктов из него на периферию получаемого |изделия. Структура материала однородна по всему изделию, и представляет собой плотный алмазный порошкоофазный каркас с многочисленными контактами зерен, заполненный материалом связки. Материалы, 1 получаемые по описываемому способу, обладают высокой твердостью {96-97 ИРА) и могут найти применение в качестве конструкционного материала, например для изготовления наиболее ответственных деталей аппаратов высокого давления, или в качестве абразивного материала, например для обработки оптического стекла, поликристаллического или монокристаллического алмаза и т. Формула изобретения Способ получения алмазных композиционных материалов путем воздействия высокого давления и температуры на порошок естественных и искусственных алмазов, отличающийся тем, что, -С цетшю повышения прочностных и абразивных свойств композиционных материалов, порошок алма. за подвергают действию давления 6О кбар и выше с последующей пропиткой под этим давлением металлами или сплавами, напри-i мер титаном, титан-хромом, путем плавле ния последних.