Способ получения сверхтвердого материала на основе кубического нитрида бора Советский патент 1982 года по МПК C01B21/64 B01J3/08 

Изобретение относится к области получения сверхтвердых материалов, а именно плотных модификаций нитрида бора- кубической и вюртцитоподобной, и может быть использовано при промышленном производстве этого материала. .

Известен способ получения плотной вюртцитоподобной модификации нитрида бора путем воздействия ударной волны с амплитудой не менее 100 кбар на смесь графитоподобного нитрида бора и добавок в твердом или жидком агрегатном состояниях, помещенную в металлическую ампулу сохранения.

Недостатком этого способа является большой расход металла.

Наиболее близким техническим решением является способ получения сверхтвердых материалов, включающий воздействие высоких температур и давлений, развиваемых при детонации смесевогр заряда, содержащего взрывчатые вещества (гексоген, тротил или их смесь) и графитоподобный нитрид бора. Взрывание заряда осуществляют внутри пустотелого металлического контейнера, затем проводят последующее извлечение из контейнера продукта детонации и химическую обработку.

для вьщеления сверхтвердого материала, образующегося в процессе детонации смесевого заряда.

Выход при этом не превьошает 7-8% массы исходного графитоподобного нитрида бора.

Недостатком этого способа является низкое содержание кубического нитрида бора и .недостаточно высокий

10 выход плотных модификаций нитрида бора.

Целью изобретения является повышение выхода кубического нитрида бора.

Цель достигается тем, что заряд

15 прессуют из смеси графитоподобного нитрида бора и взрывчатого вещества (гексогена, октогена, тэна), помещают в оболочку из инертного вещества, выбранного из группы веществ раство20римых в воде, кислотах, щелочах (соли щелочных металлов, карбонаты щелочноземельных металлов, окислы,. соединение свинца), инициируют детонацию этого заряда (внутри пустоте25лого металлического контейнера в ат мосфере жидкого азота) и затем вьщеляют сверхтвердый материал.

Использование инертной оболочки в данном изобретении приводит к уве30личению времени действия высоких давлений и особенно температур на гр;афи топодобньай нитрид бора, содержание кубического нитрида бора в конечном продукте возрастает,. Высокие те ипературы синтеза (свыше ) более способствует образованию кубического . нитрида бора,, чем образованию вюртци оподобного нитрида бора. Однако изЗа кратковременности процесса детонации (10 -10 с) и быстрого разлета продуктов детонации не весь нитри бора успевает нагреться в достаточной степени, поэтому детонацией сме- севого заряда удается получить нитрид бора в основном вюртцитопод -)бноА а не кубической модификации. Пометение спрессованного смесевогб заряда в оболочку из инертного вещества, препятствующую разлету продуктов детонации, увеличивает время воздействия высокой температуры на нитрид бора до . Смесевой заряд можно помещать в оболочку из взрывчатого вещества, например гексогена. Пример 1. Смесевой заряд, спрессованный до плотности 1,6 г/см и состоящий из графитоподобного. нитрида бора и гексогена при соотношении 1:4, окружают оболочкой из . спрессованного хлористого натрия толщиной 20 мм. Сборку помещают в центр пустотелого металлического контейнера диаметром около 1 м и ини циируют детонацию в а мосфере жидкого азота. Продукты детонации извлекают и отделяют от непревратившегося Ррафитоподобного нитрида бора, графита, хлористого натрия и металла известными методами. Выход образовавшихся при этом плотных высокодефектных модификаций нитрида бора составляет 15 мае.% от исходного графитоподобного нитрида бора. Содержание кубического нитрида бора в выделенной смеси по данным рентгенофазового анализа составляет 85- мас.%. Пример 2. Смесевой заряд, состоящий из графитоподобного нитрида 6opia и октогена при соотношении SiJ 4, окружают оболочкой из спрессо- t ванного карбоната кальция толщиной 15 мм. Далее как в примере 1. Выход смеси плотных модификаций составляет 13 мас.%. Содержание ку- бического нитрида бора в вьщеленной смеси по данным рентгенофазного анализа составляет 70 мас.%. П р и м е р 3, Осуществляют по примеру 1, но смёсевой заряд готовят из графитоподобного нитрида бора и тэна при массовом соотношении 1:4, окружают оболочкой из спрессованной окиси свинца толщиной 25 мм. Выход смеси плотных модификаций нитрида бора составляет 16 мас.%. Содержание кубическогр нитрида бора в выделенной по -данным рентгенофазного анализа составляет 75 мас.% Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить выход кубического нитрида бора, используемого в аб зазивной промышленности, в основном в абразивных пастах, шлифовальных порошках, шлифовальных кругах, благодаря более высокЬй термической стойкости кубической модификации (l500c).no сравнению с вюртцитоподобной модификацией (7,00с) . Формула изобретения 1.Способ получения сверхтвердого материала на основе кубического нитрида бора, включающий детонацию смесевого заряда, состоящего из взрывчатого вещества и графитоподобного нитрида бора с последующим выделением койечного продукта, отличающийся тем, что, с целью повьииения выхода кубического нитрида бора, смёсевой заряд предварительно помещают в оболочку из вещества, растворимого в воде, кислотах, щелочах. 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что оболочку выполняют из солей щелочных металлов, карбойатов щелочноземельных металлов, окислов, соединений свинца.