SE431741B - Hart material och forfarande for dess framstellning - Google Patents

Hart material och forfarande for dess framstellning

Info

Publication number
SE431741B
SE431741B SE7801762A SE7801762A SE431741B SE 431741 B SE431741 B SE 431741B SE 7801762 A SE7801762 A SE 7801762A SE 7801762 A SE7801762 A SE 7801762A SE 431741 B SE431741 B SE 431741B
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
pressure
temperature
boron
kbar
hard material
Prior art date
Application number
SE7801762A
Other languages
English (en)
Other versions
SE7801762L (sv
Inventor
R J Wedlake
A L Penny
Original Assignee
De Beers Ind Diamond
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by De Beers Ind Diamond filed Critical De Beers Ind Diamond
Publication of SE7801762L publication Critical patent/SE7801762L/sv
Publication of SE431741B publication Critical patent/SE431741B/sv

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/515Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
    • C04B35/56Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides
    • C04B35/563Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides based on boron carbide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B21/00Nitrogen; Compounds thereof
    • C01B21/082Compounds containing nitrogen and non-metals and optionally metals
    • C01B21/0828Carbonitrides or oxycarbonitrides of metals, boron or silicon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/515Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
    • C04B35/58Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides
    • C04B35/583Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on boron nitride
    • C04B35/5831Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on boron nitride based on cubic boron nitrides or Wurtzitic boron nitrides, including crystal structure transformation of powder
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/64Burning or sintering processes
    • C04B35/645Pressure sintering
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/14Anti-slip materials; Abrasives
    • C09K3/1409Abrasive particles per se
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/70Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data
    • C01P2002/77Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data by unit-cell parameters, atom positions or structure diagrams

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)
  • Lubricants (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)

Description

10 7801762-1 ~2 och kol för tryck- och temperaturbetingelser, som är tillräck- liga för framställning av materialet.
I en utföringsform innebär förfarandet att man utsätter borkarbonitrid i hexagonal (grafitisk) eller amorf form i när- varo av ett lösningsmedel för borkarbonitriden för betingelser av höjt tryck och höjd temperatur, varvid trycket är över 50 kbar och temperaturen över 1300°C. Trycket är vanligen inte över 100 kbar och temperaturen vanligen inte över 2000°C.Dessa betingelser av höjd temperatur och höjt tryck bibehålles under en tillräckligt lång tid för att materialet skall bildas. I allmänhet är denna tid cirka 10 till 60 minuter.
Lösningsmedlet för borkarbonitriden måste kunna väta och lösa substansen under de använda betingelserna av höjd temperatur och höjt tryck. Ett lämpligt lösningsmedel är en blandning eller legering av en metall i grupp 8 av periodiska systemet och aluminium. Metallen i grupp 8 är företrädesvis kobolt, nickel eller järn. Förhållandet mellan metallen i grupp 8 och aluminium ligger typiskt i intervallet 15:1 till 1:15, med avseende på vikten.
Borkarbonitriden kan framställas med kända förfaranden, t.ex. genom nitrering av bor och kimrök i kväveatmosfär vid temperaturer av 1800 - 2000°C. Detta förfarande beskrivs exem- pelvis i (1) Poroshkovaya Metallurgiya, nr. 1 (97), sid.27-33, januari 1971, och (2) Proc. Int. Conf. Chemical Vapour Deposi- 1972. ” Syntesen av det härda materialet genomföres i en lämp- tion, 3rd, lig högtemperatur- och högtryckapparat, t.ex. den så kallade "gördel"-apparaten enligt amerikanska patentskriften 2 941 248.
Denna apparat består huvudsakligen av en ringformig gördel eller pressform med en smalnande genomgående öppning och ett par koncentriska, stympat koniska stämplar, som kan föras in i öppningen för att däri avgränsa en reaktionskammare. Ett lämpligt tätningsmaterial, t.ex. pyrofyllit, användes mellan stämplarna och pressformen för tätning och över pressformens mot reaktionszonen vettande yta för termisk isolering av denna del av pressformen. Reaktionskammarens temperatur kan höjas genom att man ansluter stämplarna till en elektrisk spännings- källa, varvid man alstrar en krets med motståndsvärmningskrets vid stämplarna och reaktionsmaterialet i reaktionskammaren. 7801762-1 3 Borkarbonitriden och lösningsmedlet sätts i allmänhet till reaktionskammaren i form av en pulverblandning. Små kristaller av det hårda materialet, vilka är dispergerade i lösningsmedlet, erhålles. Kristallerna utvinns på ett sättlik- nänäêdetsom användes för utvinning av diamant och kubisk bor- nitrid genom upplösning av lösningsmedlet i en syra, t.ex. svavelsyra.
I en annan utföringsform framställes det hårda mate- rialet enligt uppfinningen genom att källan till bor, kväve och kol omvandlas direkt till det hårda materialet genom att man utsätter materialet för ett tryck över 120 kbar och sam- tidigt en temperatur över 3000°C. Detta förfarande ger en poly- kristallin massa av det hårda materialet. De mycket besvärliga temperatur- och tryckbetingelserna upprätthålles endast under mikrosekunder, men kan upprepas flera gånger för erhållande av lämpliga utbyten.
En lämplig apparat för denna utföringsform är beskriven i amerikanska patentskriften 3 488 153. Källan till bor, kväve och kol kan vara hexagonal eller amorf borkarbonitrid eller en blandning av hexagonal bornitrid och grafit.
Föreliggande uppfinning belyses med följande exempel.
Exempel 1 Individuella, diskreta partiklar av BCN i tetraedrisk form, såsom visas på ritningen, framställdes med följande för- farande. Kristallin borkarbonitrid framställes genom nitride- ring av bor och kolsvart i kväveatmosfär vid en temperatur av cirka 190000 enligt det i referens 1 angivna sättet. Detta kristallina material blandades med en järn-aluminiumlegering i pulverform (10 viktdelar järn och 1 viktdel aluminium). Pulver- blandningen placerades i en järnskål, och skålen slogs in i tantalfolie. Den inslagna skålen placerades i en högtrycks- kapsel i en gördelapparat av den i amerikanska patentskriften 2 941 248 beskrivna typen. Kapselns innehåll utsattes därefter för ett tryck av 75 kbar och samtidigt en temperatur av ca 1600°C. Dessa betingelser av höjd temperatur kvarhölls i 40 minuter. Temperaturen fick därefter återgå till omgivning- ens, och trycket sänktes. Kapseln togs ut ur apparaten, och dess innehåll löstes i utspädd svavelsyra. Kristaller av BCN 7so1?e2-1 f 4 föll till botten i svavelsyran. Individuella kristaller med en storlek av upp till 100 um utvanns, och dessa identifiera- des som BCN av den på ritningen visade typen.
Exempel 2 Borkarbonitrid som utgångsmaterial, såsom i exempel1, placerades i reaktionskapseln till en temperatur- och tryck- apparat av den i amerikanska patentskriften 3 488 153 beskrivna typen. Detta material underkastades därefter ett tryck av ca 150 kbar. Kondensatorer urladdades genom kapseln och gav en temperatur i kapseln, som var mycket högre än 3000°C, under några mikrosekunder. Trycket sänktes, och från kapseln utvanns ett mörkt mikrokristallint eller polykristallint material, som vid analys visade sig vara BCN i tetraedrisk form. Detta mate- rial repade diamant i den mjuka riktningen.

Claims (8)

7801762* PATENTKRAV
1. Hårt material, k ä n n e t e c k n a t av att det huvudsakligen består av BCN i tetraedrisk form.
2. Förfarande för framställning av ett hårt material, k ä n n e t e c k n a t av att man utsätter borkarbonitrid 5 i hexagonal eller amorf form i närvaro av ett lösningsmedel för borkarbonitriden för betingelser av höjt tryck och höjd temperatur för framställning av materialet, varvid trycket är över 50 kbar och temperaturen över 1300°C.
3. Förfarande enligt patentkravet 2, k ä n n e - 10 t e c k n a t av att trycket är 50 - 100 kbar och temperatu- ren är 1300 - 2ooo°c.
4. Förfarande enligt patentkravet 2 eller 3, k ä n n e - t e c k n a t av att betingelserna av höjd temperatur och höjt tryck upprätthâlles under 10 - 60 minuter. 15
5. Förfarande enligt något av patentkraven 2 - 4, k ä n n e t e c k n a t av att lösningsmedlet är en bland- ning eller legering av en metall i grupp 8 av periodiska syste- met och aluminium.
6. Förfarande enligt patentkravet 5, k ä n n e - 20 t e c k n a t av att metallen i grupp 8 är kobolt, nickel eller järn.
7. Förfarande enligt patentkravet 1, k ä n n e - t e c k n a t av att man utsätter en källa till bor, kväve och kol för ett tryck över 120 kbar och samtidigt en tempera- 25 tur över 3000°C, för framställning av materialet.
8. Förfarande enligt patentkravet 7, k ä n n e - t e c k n a t av att källan till bor, kväve och kol är en blandning av hexagonal bornitrid och grafit eller hexagonal eller amorf borkarbonitrid.
SE7801762A 1977-02-16 1978-02-15 Hart material och forfarande for dess framstellning SE431741B (sv)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ZA00770925A ZA77925B (en) 1977-02-16 1977-02-16 Hard materials

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE7801762L SE7801762L (sv) 1978-08-17
SE431741B true SE431741B (sv) 1984-02-27

Family

ID=25571242

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE7801762A SE431741B (sv) 1977-02-16 1978-02-15 Hart material och forfarande for dess framstellning

Country Status (17)

Country Link
US (1) US4187083A (sv)
JP (1) JPS53101000A (sv)
AT (1) AT364173B (sv)
AU (1) AU514510B2 (sv)
BE (1) BE864019A (sv)
BR (1) BR7800911A (sv)
CA (1) CA1091424A (sv)
CH (1) CH632222A5 (sv)
DE (1) DE2806070C2 (sv)
FR (1) FR2380987A1 (sv)
GB (1) GB1588948A (sv)
IE (1) IE46406B1 (sv)
IL (1) IL54047A (sv)
IT (1) IT1095424B (sv)
NL (1) NL7801706A (sv)
SE (1) SE431741B (sv)
ZA (1) ZA77925B (sv)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ZA77925B (en) * 1977-02-16 1978-09-27 De Beers Ind Diamond Hard materials
JPS56100170A (en) * 1980-01-11 1981-08-11 Mitsubishi Metal Corp Cubic boron carbide nitride sintered body for cutting tool blade and its manufacture
DE3125484A1 (de) * 1981-06-29 1983-03-17 Belorusskij politechničeskij institut, Minsk Verfahren zur herstellung von polykristallen eines aus dichten modifikationen bestehenden bornitrides
FR2649974B1 (fr) * 1989-07-21 1991-09-27 Aerospatiale Materiau carbone protege contre l'oxydation par du carbonitrure de bore
JP3346496B2 (ja) 1992-11-06 2002-11-18 独立行政法人産業技術総合研究所 多結晶性bcn物質及びその製造方法
US7938997B2 (en) * 2002-07-05 2011-05-10 Los Alamos National Security, Llc Preparation of bulk superhard B-C-N nanocomposite compact
US6759128B1 (en) * 2002-07-05 2004-07-06 The Regents Of The University Of California Bulk superhard B-C-N nanocomposite compact and method for preparing thereof
JP4925463B2 (ja) * 2005-02-16 2012-04-25 日本碍子株式会社 六方晶窒化ホウ素単結晶の製造方法
US8449854B2 (en) * 2007-01-29 2013-05-28 William Marsh Rice University Method for preparation of new superhard B-C-N material and material made therefrom
US10258959B2 (en) 2010-08-11 2019-04-16 Unit Cell Diamond Llc Methods of producing heterodiamond and apparatus therefor
CN113184814A (zh) * 2021-05-14 2021-07-30 上海工程技术大学 硼碳氮化物纳米片及其制备方法和应用

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1129508A (en) * 1912-09-07 1915-02-23 Int Agricultural Corp Process of producing boron carbonitrid.
US2941252A (en) * 1957-03-20 1960-06-21 Gen Electric Reaction vessel
US3488153A (en) * 1966-12-01 1970-01-06 Gen Electric Non-catalytically produced cubic and hexagonal diamond
US3637320A (en) * 1968-12-31 1972-01-25 Texas Instruments Inc Coating for assembly of parts
US3850591A (en) * 1970-01-02 1974-11-26 Gen Electric Process for preparation of high pressure apparatus reaction vessel construction
JPS5126919B2 (sv) * 1971-11-19 1976-08-09
US3944398A (en) * 1974-04-30 1976-03-16 Frank Rutherford Bell Method of forming an abrasive compact of cubic boron nitride
ZA77925B (en) * 1977-02-16 1978-09-27 De Beers Ind Diamond Hard materials

Also Published As

Publication number Publication date
ZA77925B (en) 1978-09-27
AU514510B2 (en) 1981-02-12
JPS6124328B2 (sv) 1986-06-10
DE2806070C2 (de) 1986-11-27
NL7801706A (nl) 1978-08-18
IE780326L (en) 1978-08-16
FR2380987B1 (sv) 1984-12-07
IE46406B1 (en) 1983-06-01
GB1588948A (en) 1981-05-07
FR2380987A1 (fr) 1978-09-15
DE2806070A1 (de) 1978-08-17
SE7801762L (sv) 1978-08-17
BR7800911A (pt) 1978-10-24
CH632222A5 (en) 1982-09-30
IL54047A0 (en) 1978-04-30
BE864019A (fr) 1978-08-16
AU3334678A (en) 1979-08-23
IT7820339A0 (it) 1978-02-16
US4187083A (en) 1980-02-05
CA1091424A (en) 1980-12-16
IT1095424B (it) 1985-08-10
IL54047A (en) 1981-06-29
AT364173B (de) 1981-09-25
ATA104278A (de) 1981-02-15
JPS53101000A (en) 1978-09-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE431741B (sv) Hart material och forfarande for dess framstellning
US6270569B1 (en) Method of fabricating nitride crystal, mixture, liquid phase growth method, nitride crystal, nitride crystal powders, and vapor phase growth method
Mishra et al. Production and purification of silicon by calcium reduction of rice-husk white ash
GB840241A (en) Improvements in or relating to the production of semi-conductor devices
GB682105A (en) Method of making surface-type and point-type rectifiers and crystal-amplifier layers from semiconductor material
KR830002648A (ko) 촉매가 없는 상태에서 제분된 육방형 질화붕소로부터 입방형 질화붕소의 제조법
JPS5238500A (en) Production of alpha-silicon nitride powder
GB949799A (en) Process for the production of crystalline semi-conductor material
EP2284122B1 (en) Low nitrogen concentration carbonaceous material
US2800559A (en) Electrical semi-conductors comprising organo metallic compounds and process of producing same
US3607046A (en) Preparation of aluminum nitride
US3094387A (en) Process for preparing boron phosphide
US3705825A (en) Growth layer of semiconductor compounds produced by melt epitaxy
US3770422A (en) Process for purifying eu and yb and forming refractory compounds therefrom
US2929678A (en) Method of producing zinc selenide
US3341296A (en) Orthorhombic boron arsenides and their preparation
Rodley et al. A new phosphorus sulphide phase
US2926071A (en) Preparation of titanium nitride of high purity
US2850688A (en) Semiconductor circuit elements
US20020071803A1 (en) Method of producing silicon carbide power
SU1152513A3 (ru) Способ получени кубического нитрида бора
US3409400A (en) Binary, ternary and quaternary compounds composed of silicon, nickel, arsenic, and phosphorus
US3404959A (en) B20h16 and its preparation
JPS5645897A (en) Manufacture of silicon carbide crystal
JPS59162199A (ja) 窒化シリコンを用いる結晶成長方法及びそれに使用する部品の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed

Ref document number: 7801762-1

Effective date: 19920904

Format of ref document f/p: F