SU902364A1 - Method for preparing superhard material based on cubic boron nitride - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области получени  сверхтвердых материалов, а именно плотных модификаций нитрида бора- кубической и вюртцитоподобной, и может быть использовано при промышленном производстве этого материала . .The invention relates to the field of producing superhard materials, namely, dense modifications of boron cubic nitride and wurtzite-like nitride, and can be used in the industrial production of this material. .

Известен способ получени  плотной вюртцитоподобной модификации нитрида бора путем воздействи  ударной волны с амплитудой не менее 100 кбар на смесь графитоподобного нитрида бора и добавок в твердом или жидком агрегатном состо ни х, помещенную в металлическую ампулу сохранени .A known method of obtaining a dense wurtzite-like modification of boron nitride by applying a shock wave with an amplitude of at least 100 kbar to a mixture of graphite-like boron nitride and additives in solid or liquid aggregate states, is placed in a metal preservation vial.

Недостатком этого способа  вл етс  большой расход металла.The disadvantage of this method is high metal consumption.

Наиболее близким техническим решением  вл етс  способ получени  сверхтвердых материалов, включающий воздействие высоких температур и давлений , развиваемых при детонации смесевогр зар да, содержащего взрывчатые вещества (гексоген, тротил или их смесь) и графитоподобный нитрид бора . Взрывание зар да осуществл ют внутри пустотелого металлического контейнера, затем провод т последующее извлечение из контейнера продукта детонации и химическую обработку.The closest technical solution is a method for producing superhard materials, including exposure to high temperatures and pressures developed by the detonation of a mixed charge containing explosives (RDX, TNT or their mixture) and graphite-like boron nitride. Charge blasting is carried out inside a hollow metal container, then a detonation product is removed from the container and chemically treated.

дл  вьщелени  сверхтвердого материала , образующегос  в процессе детонации смесевого зар да.for the removal of superhard material formed in the detonation process of a mixed charge.

Выход при этом не превьошает 7-8% массы исходного графитоподобного нитрида бора.The output does not exceed 7-8% of the mass of the original graphite-like boron nitride.

Недостатком этого способа  вл етс  низкое содержание кубического нитрида бора и .недостаточно высокий The disadvantage of this method is the low content of cubic boron nitride and an inadequately high

10 выход плотных модификаций нитрида бора.10 output dense modifications of boron nitride.

Целью изобретени   вл етс  повышение выхода кубического нитрида бора.The aim of the invention is to increase the yield of cubic boron nitride.

Цель достигаетс  тем, что зар д The goal is achieved by the fact that

15 прессуют из смеси графитоподобного нитрида бора и взрывчатого вещества (гексогена, октогена, тэна), помещают в оболочку из инертного вещества, выбранного из группы веществ раство20 римых в воде, кислотах, щелочах (соли щелочных металлов, карбонаты щелочноземельных металлов, окислы,. соединение свинца), инициируют детонацию этого зар да (внутри пустоте25 лого металлического контейнера в ат мосфере жидкого азота) и затем вьщел ют сверхтвердый материал.15 is pressed from a mixture of graphite-like boron nitride and an explosive (RDX, HMX, PETN), placed in a shell of an inert substance selected from the group of substances dissolved in water, acids, alkalis (alkali metal salts, alkaline earth metal carbonates, oxides,. Compound lead), initiation of the detonation of this charge (inside the void 25 of the metal container in the atmosphere of liquid nitrogen) and then superhard material.

Claims (2)

Использование инертной оболочки в данном изобретении приводит к уве30 личению времени действи  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 нагретьс  в достаточной степени, поэтому детонацией сме- севого зар да удаетс  получить нитрид бора в основном вюртцитопод -)бноА а не кубической модификации. Пометение спрессованного смесевогб зар да в оболочку из инертного вещества, преп тствующую разлету продуктов детонации, увеличивает врем  воздействи  высокой температуры на нитрид бора до . Смесевой зар д можно помещать в оболочку из взрывчатого вещества, например гексогена. Пример 1. Смесевой зар д, спрессованный до плотности 1,6 г/см и состо щий из графитоподобного. нитрида бора и гексогена при соотношении 1:4, окружают оболочкой из . спрессованного хлористого натри  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 отдел ют от непревратившегос  Ррафитоподобного нитрида бора, графита , хлористого натри  и металла известными методами. Выход образовавшихс  при этом плотных высокодефектных модификаций нитрида бора составл ет 15 мае.% от исходного графитоподобного нитрида бора. Содержание кубического нитрида бора в выделенной смеси по данным рентгенофазового анализа составл ет 85- мас.%. Пример 2. Смесевой зар д, состо щий из графитоподобного нитрида 6opia и октогена при соотношении SiJ 4, окружают оболочкой из спрессо- t ванного карбоната кальци  толщиной 15 мм. Далее как в примере 1. Выход смеси плотных модификаций составл ет 13 мас.%. Содержание ку- бического нитрида бора в вьщеленной смеси по данным рентгенофазного анализа составл ет 70 мас.%. П р и м е р 3, Осуществл ют по примеру 1, но смёсевой зар д готов т 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 составл ет 16 мас.%. Содержание кубическогр нитрида бора в выделенной по -данным рентгенофазного анализа составл ет 75 мас.% Таким образом, предлагаемый способ позвол ет повысить выход кубического нитрида бора, используемого в аб зазивной промышленности, в основном в абразивных пастах, шлифовальных порошках, шлифовальных кругах , благодар  более высокЬй термической стойкости кубической модификации (l500c).no сравнению с вюртцитоподобной модификацией (7,00с) . Формула изобретени  1.Способ получени  сверхтвердого материала на основе кубического нитрида бора, включающий детонацию смесевого зар да, состо щего из взрывчатого вещества и графитоподобного нитрида бора с последующим выделением койечного продукта, отличающийс  тем, что, с целью повьииени  выхода кубического нитрида бора, смёсевой зар д предварительно помещают в оболочку из вещества, растворимого в воде, кислотах, щелочах. The use of an inert shell in the present invention leads to an increase in the time of action of high pressures and especially temperatures on gr; afar is similar to boron nitride, the content of cubic boron nitride in the final product increases. High synthesis temperatures (above) are more conducive to the formation of cubic. boron nitride, than the formation of wurtzians of similar boron nitride. However, because of the short duration of the detonation process (10–10 s) and the rapid expansion of detonation products, not all boron nitrion has time to warm up sufficiently; therefore, it is possible to obtain boron nitride mainly by wurtzitopod - and not a cubic modification by detonation of the mixture charge. Marking a compressed mixture of charge into the shell of an inert substance that prevents detonation products from scattering increases the time of exposure of high temperature to boron nitride to. The mixture charge can be placed in an explosive shell, such as RDX. Example 1. A mixture charge compressed to a density of 1.6 g / cm and consisting of graphite-like. boron nitride and hexogen at a ratio of 1: 4, surrounded by a shell of. pressed sodium chloride with a thickness of 20 mm. The assembly is placed in the center of a hollow metal container with a diameter of about 1 m and initiates detonation in the aosphere of liquid nitrogen. The detonation products are recovered and separated from the non-convertible Rrafitone-like boron nitride, graphite, sodium chloride and metal by known methods. The yield of dense, highly defective modifications of boron nitride formed during this process is 15% by weight of the initial graphite-like boron nitride. The content of cubic boron nitride in the selected mixture according to x-ray phase analysis is 85% by weight. Example 2. A mixture charge consisting of graphite-like nitride 6opia and HMX at a ratio of SiJ 4 is surrounded by a shell of compressed calcium carbonate 15 mm thick. Further, as in Example 1. The yield of the mixture of dense modifications is 13 wt.%. The content of cubic boron nitride in the final mixture according to x-ray phase analysis is 70% by weight. EXAMPLE 3 Carried out as in example 1, but the mixture charge is prepared from graphite-like boron nitride and PETN at a mass ratio of 1: 4, surrounded by a 25 mm thick sheath of lead oxide. The yield of the mixture of dense modifications of boron nitride is 16% by weight. The content of cubic boron nitride in the x-ray phase analysis selected by the data is 75% by weight. Thus, the proposed method allows to increase the yield of cubic boron nitride used in the abrasive industry, mainly in abrasive pastes, grinding powders, grinding wheels, due to more the high thermal stability of the cubic modification (l500c) .no compared with the wurtzite-like modification (7.00s). Claim 1. Method for producing superhard material based on cubic boron nitride, including detonation of a mixed charge consisting of an explosive and graphite-like boron nitride, followed by release of a cojack product, characterized in that in order to increase the yield of cubic boron nitride, mixed mixture E previously placed in the shell of a substance soluble in water, acids, alkalis. 2.Способ по п. 1, отличающийс  тем, что оболочку выполн ют из солей щелочных металлов, карбойатов щелочноземельных металлов, окислов, соединений свинца.2. A method according to claim 1, characterized in that the shell is made of alkali metal salts, alkaline earth metal carboyates, oxides, lead compounds.