Влияние схемы расположения компонентов реакционной шихты на характеристики синтезируемых кристаллов кубического нитрида бора

The comparative analysis of characteristics of the cubic boron nitride crystals, gained at a synthesis with application of the homogeneous and level-by-level arrangement of the reaction mixture components was carried out. It was shown, that at the homogeneous arrangement of a reaction mixture com...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2010
Автор:	Боримский, И.А.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України 2010
Назва видання:	Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения
Теми:	Инструментальные, конструкционные и функциональные материалы на основе алмаза и кубического нитрида бора
Онлайн доступ:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/23443
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Влияние схемы расположения компонентов реакционной шихты на характеристики синтезируемых кристаллов кубического нитрида бора / И.А. Боримский // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения: Сб. науч. тр. — К.: ІНМ ім. В.М. Бакуля НАН України, 2010. — Вип. 13. — С. 367-369. — Бібліогр.: 7 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-23443
record_format	dspace
spelling	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-234432025-06-03T16:04:02Z Влияние схемы расположения компонентов реакционной шихты на характеристики синтезируемых кристаллов кубического нитрида бора Боримский, И.А. Инструментальные, конструкционные и функциональные материалы на основе алмаза и кубического нитрида бора The comparative analysis of characteristics of the cubic boron nitride crystals, gained at a synthesis with application of the homogeneous and level-by-level arrangement of the reaction mixture components was carried out. It was shown, that at the homogeneous arrangement of a reaction mixture components the weight of crystals gained at every working cycle increases and their isomerizes is raised. 2010 Article Влияние схемы расположения компонентов реакционной шихты на характеристики синтезируемых кристаллов кубического нитрида бора / И.А. Боримский // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения: Сб. науч. тр. — К.: ІНМ ім. В.М. Бакуля НАН України, 2010. — Вип. 13. — С. 367-369. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. XXXX-0065 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/23443 661.657.5:539.89 ru Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения application/pdf Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Инструментальные, конструкционные и функциональные материалы на основе алмаза и кубического нитрида бора Инструментальные, конструкционные и функциональные материалы на основе алмаза и кубического нитрида бора
spellingShingle	Инструментальные, конструкционные и функциональные материалы на основе алмаза и кубического нитрида бора Инструментальные, конструкционные и функциональные материалы на основе алмаза и кубического нитрида бора Боримский, И.А. Влияние схемы расположения компонентов реакционной шихты на характеристики синтезируемых кристаллов кубического нитрида бора Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения
description	The comparative analysis of characteristics of the cubic boron nitride crystals, gained at a synthesis with application of the homogeneous and level-by-level arrangement of the reaction mixture components was carried out. It was shown, that at the homogeneous arrangement of a reaction mixture components the weight of crystals gained at every working cycle increases and their isomerizes is raised.
format	Article
author	Боримский, И.А.
author_facet	Боримский, И.А.
author_sort	Боримский, И.А.
title	Влияние схемы расположения компонентов реакционной шихты на характеристики синтезируемых кристаллов кубического нитрида бора
title_short	Влияние схемы расположения компонентов реакционной шихты на характеристики синтезируемых кристаллов кубического нитрида бора
title_full	Влияние схемы расположения компонентов реакционной шихты на характеристики синтезируемых кристаллов кубического нитрида бора
title_fullStr	Влияние схемы расположения компонентов реакционной шихты на характеристики синтезируемых кристаллов кубического нитрида бора
title_full_unstemmed	Влияние схемы расположения компонентов реакционной шихты на характеристики синтезируемых кристаллов кубического нитрида бора
title_sort	влияние схемы расположения компонентов реакционной шихты на характеристики синтезируемых кристаллов кубического нитрида бора
publisher	Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України
publishDate	2010
topic_facet	Инструментальные, конструкционные и функциональные материалы на основе алмаза и кубического нитрида бора
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/23443
citation_txt	Влияние схемы расположения компонентов реакционной шихты на характеристики синтезируемых кристаллов кубического нитрида бора / И.А. Боримский // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения: Сб. науч. тр. — К.: ІНМ ім. В.М. Бакуля НАН України, 2010. — Вип. 13. — С. 367-369. — Бібліогр.: 7 назв. — рос.
series	Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения
work_keys_str_mv	AT borimskijia vliânieshemyraspoloženiâkomponentovreakcionnojšihtynaharakteristikisinteziruemyhkristallovkubičeskogonitridabora
first_indexed	2025-11-25T11:07:09Z
last_indexed	2025-11-25T11:07:09Z
_version_	1849760244055408640
fulltext	РАЗДЕЛ 2. ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ, КОНСТРУКЦИОННЫЕ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ АЛМАЗА И КУБИЧЕСКОГО НИТРИДА БОРА 367 УДК 661.657.5:539.89 И. А. Боримский Институт сверхтвердых материалов им. В. Н. Бакуля НАН Украины, г. Киев, ВЛИЯНИЕ СХЕМЫ РАСПОЛОЖЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ РЕАКЦИОННОЙ ШИХТЫ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ СИНТЕЗИРУЕМЫХ КРИСТАЛЛОВ КУБИЧЕСКОГО НИТРИДА БОРА The comparative analysis of characteristics of the cubic boron nitride crystals, gained at a synthesis with application of the homogeneous and level-by-level arrangement of the reaction mix- ture components was carried out. It was shown, that at the homogeneous arrangement of a reaction mixture components the weight of crystals gained at every working cycle increases and their isome- rizes is raised. Введение Синтез кубического нитрида бора (BNсф) осуществляют при высоких давлении и тем- пературе в области его термодинамической стабильности [1]. В качестве компонентов реак- ционной шихты при синтезе кристаллов BNсф, используют различные бор- и азотсодержащие соединения (обычно – гексагональный нитрид бора – BNг), а так же инициаторы и модифи- каторы превращения BNг→BNсф [2]. Компоненты реакционной шихты чаще всего применя- ют в виде гомогенной смеси компонентов-порошков (способ синтеза 1). В то же время из- вестно применение послойного расположения компонентов реакционной шихты (способ синтеза 2) [3], при котором получают кристаллы, отличающиеся по свойствам от кристаллов, синтезируемых по способу 1. На практике способ 2, ввиду сложности реализации, находит ограниченное применение. Сравнительные данные о влиянии способа размещения компонентов шихты на харак- теристики получаемых кристаллов BNсф в литературе отсутствуют. В то же время известно большое количество работ по синтезу алмаза с применением как гомогенного, так и послойного размещения компонентов реакционной шихты. Примене- ние способа 2 при синтезе алмаза позволяет получать более крупные и прочные кристаллы и поэтому широко применяется на практике. С учетом изложенного, в настоящей работе ис- следуем влияния схемы расположения компонентов реакционной шихты на характеристики синтезируе- мых кристаллов BNсф. Методика экспериментов В качестве компонентов реакционной шихты при синтезе BNсф применяли BNг марки ГК, изготов- ленный согласно [4], и инициатор превращения, изго- товленный согласно [5]. Отношение массы инициатора превращения к массе BNг составляло 1:3. Синтез BNсф осуществляли в аппарате высокого давления (АВД) [6] с реакционным объемом 22 см3 Давление при синтезе составляло ~ 5 ГПа, а время синтеза – 240 с. Схема контейнера АВД, применявшегося при синтезе BNсф по способу 2, показана на рис. 1. Диски 2 и 3 из инициатора превращения и дис- ки 4 из BNг изготавливали прессованием из исходных порошков-компонентов. Следует от- Рис. 1. Схема контейнера АВД для синтеза BNсф по способу 2: 1 – корпус контейнера; 2 и 3 – диски из BNг; 4 – диски из ини- циатора превращения; 5, 6 и 8 – элементы нагревателя; 7 – электроизоляционные шайбы Выпуск 13. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ И МЕТАЛООБРАБАТЫВАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ – ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ 368 метить, что из-за низкой механической прочности возникали затруднения при изготовлении дисков из инициатора превращения, а сами диски имели сравнительно низкую плотность, в результате чего уменьшалась масса шихты, размещаемой в контейнере АВД. Элементы на- гревателя 5–7 изготавливали прессованием из гомогенной смеси порошков графита и напол- нителя. При синтезе BNсф по способу 1 применялся такой же по конструкции и размерам кон- тейнер, как и при синтезе по способу 2 (см. рис. 1). После синтеза образовавшийся порошок BNсф извлекали из реакционной шихты с по- мощью известных технологий. Зерновой состав порошков BNсф определяли путем ситовой классификации, а свойст- ва порошков – используя методики, приведенные в [7]. Состав фаз, образующихся в реакционной шихте после синтеза BNсф, определяли с помощью метода рентгенофлуоресцентного интегрального анализа с использованием рас- трового электронного микроскопа «BS-340», энергодисперсионного анализатора рентгенов- ских спектров «Linc-860» и других устройств в соответствии с методиками, разработанными в ИСМ им. В. Н. Бакуля. Результаты и их обсуждение Степень превращения BNсф→BNсф при синтезе по способу 2 составляла 38,5 % (по массе) и находилась в диапазоне значений, достигаемом, при прочих равных условиях, при синтезе по способу 1. В то же время масса реакционной шихты, размещаемой в контейнере АВД при синтезе по способу 2, была на 23 % (по массе) меньше, чем при синтезе по способу 1, в результате чего масса кристаллов BNсф уменьшалась в 1,8 раза. Исследование образцов из реакционной шихты, полученных после синтеза BNсф по способу 2 (рис. 2), показало следующее. Рис. 2. Фотография излома образца из реакционной шихты после синтеза BNсф по способу 2 Кристаллы BNсф образовывали плотные слои толщиной ~ 1 мм, которые примыкали с двух сторон к дискам из инициатора превращения. Наличие указанных плотных слоев за- трудняло дальнейшую диффузию инициатора превращения вглубь окружающего их массива из BNг и тем самым препятствовало образованию дополнительного количества кристаллов. Среди кристаллов BNсф, полученных по способу 2, содержались в большем количест- ве, чем при синтезе по способу 1, зерна удлиненной формы, которые были вытянуты пре- имущественно вдоль оси контейнера. Анализ элементного состава слоев из инициатора превращения после синтеза BNсф показал, что он в различных зонах (непосредственно в слоях и в промежутках между кри- сталлами) различался незначительно и содержал следующие основные элементы (усреднен- ные данные), % (ат.): B – 36,3; C – 9,9; N – 13,9; O – 27,0; Mg – 12,0; Na – 0,9. Высокое содержание бора в составе инициатора превращения свидетельствует о взаимодействии в процессе синтеза содержавшегося в его исходном составе свободного маг- РАЗДЕЛ 2. ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ, КОНСТРУКЦИОННЫЕ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ АЛМАЗА И КУБИЧЕСКОГО НИТРИДА БОРА 369 ния с BNг. Состава инициатора превращения также свидетельствует об интенсивной диффу- зии компонентов нагревателя (Na и С) в реакционную шихту в процессе синтеза BNсф. Зерновой состав порошков BNсф, полученных по способам 1 и 2 при прочих равных условиях, представлен на рис. 3. Несмотря на увеличение в процентах в продукте синтеза, полученном по способу 2, содержания порош- ков BNсф крупных зернистостей 315/250–125/100 от 18 до 35 % (по массе), масса порошков указанных зерни- стостей, полученных при синтезе по способам 1 и 2, находилась в сравнимом диапазоне значений. Порошки BNсф, полученные по способам 1 и 2, по значению показателя прочности при статическом сжатии соответствовали марке КВ. Способ синтеза 1 обеспечивал получение более изометричных порошков, чем способ 2. Так, значения коэффициента формы кристаллов зернистостей 200/160, 125/100 и 80/63, полученных по способу 2, равнялись соответственно 1,40; 1,48 и 1,50, тогда как аналогичные характеристики кристаллов, полученных по способу 1, равнялись соответственно 1,25; 1,26 и 1,31. Вывод При синтезе кристаллов BNсф гомогенное распо- ложении компонентов реакционной шихты по сравне- нию с послойным позволяет увеличить массу шихты, размещаемой в контейнере аппарата высокого давле- ния, и массу получаемых в каждом рабочем цикле кристаллов, а так же повышает изомет- ричность получаемых кристаллов. Литература 1. Corrigan F. R., Bandy F. P. Direct transitions among the allotropic forms of boron nitride at high pressure and temperatures // J. Chem. Phys. – 1975. – V. 63, N 9. – P. 3812–3820. 2. Shulzhenko A. A., Sokolov A. N. Experience in using modifiers which provide the reduc- tion in pressure of hBN to cBN transformation // J. of Chemical Vapor Deposition. – 1996. – Vl. 4, N 4. – P. 318–329. 3. Искусственные абразивные материалы под микроскопом. Фазовый состав и микро- структура / М-во станкостроит. и пнструмент. пром-сти СССР. Всесоюз. науч.-исслед. ин-т абразивов и шлифования. – Л.: Недра, 1981. – 160 с. 4. ТУ 26.8-00222226-007-2003. Нітрид бору. Технічні умови. – Запоріжжя: ВАТ «Запо- ріжський абразивний комбінат», 2003. 5. Пат. 4580 Україна, МПК5 С 01 В 21/064. Спосіб приготування шихти для одержання порошків кубічного нітриду бору / О. І. Боримський, В. М. Давіденко, В. С. Лисанов та ін. – Заявл. 16.01.90, Опубл. 28.12.94, Бюл. № 7–1. 6. Пат. 5087 Україна, МПК2 В01J3/06. Пристрій для створення високого тиску і темпера- тури / О. Й. Пріхна, О. І. Боримський, П. А. Нагорний. – Заявл. 06.12.76, Опубл. 28.12.94, Бюл. № 7–1. 7. ДСТУ 3292–95. Порошки алмазні синтетичні. Загальні технічні умови. – К.: Держста- ндарт України, 1995. Поступила 25.05.10 Рис. 3. Зерновой состав порош- ков BNсф, полученных при послой- ном (1) и гомогенном (2) распо- ложении компонентов реакцион- ной шихты

Влияние схемы расположения компонентов реакционной шихты на характеристики синтезируемых кристаллов кубического нитрида бора

Репозитарії

Схожі ресурси