Некоторые сведения из истории синтеза кубического нитрида бора для лезвийного режущего инструмента (часть 2)

Приведены материалы, показывающие историю создания лезвийного инструмента на основе кубического нитрида бора, а также современное состояние производства отечественных режущих сверхтвердых материалов. Рассмотрены параметры превращения гексагонального нитрида бора в кубическую форму и показано, что главную роль в этом процессе играют газофазные транспортные реакции с участием водорода. Отмечено сходство между процессами газофазного синтеза графита и гексагонального нитрида бора, а также получения алмаза и кубического нитрида бора, хотя синтез алмаза уже осуществляется и прямо из метана, и косвенным путем - из графита. Показано, что для кубического нитрида бора существует аналогичная схема и если до настоящего времени реализован лишь косвенный процесс синтеза кубической структуры из гексагональной модификации в устройстве высокого давления, это не означает, что алмазоподобный нитрид бора нельзя получить непосредственно из газообразных соединений бора и азота. Представлены положительные результаты исследований по синтезу кубического нитрида бора в условиях, вообще исключающих всякое давление на исходную шихту из гексагонального нитрида бора и металла-катализатора. Описаны предполагаемые условия газофазного синтеза кубического нитрида бора из соединений бора и азота при нормальном давлении и приведено описание установки для реализации процесса. Для газофазного синтеза кубического нитрида бора без применения сверхвысоких давлений требуется создать условия СВЧ-нагрева, аналогичные таковым для синтеза алмаза из метана, то есть повысить подводимую удельную мощность, а также опытным путем установить оптимальную концентрацию исходных для получения КНБ газообразных веществ, содержащих бор и азот.

графит, алмаз, кубический нитрид бора, газофазный синтез, устройство высокого давления, graphite, diamond, cubic boron nitride, phase synthesis, the device of a high pressure

1. Верещагин Л.Ф., Калашников Я.А., Фекличев Е.М., Никольская И.В., Свинтицких В.Е., Варзанов М.А., Дигонский В.В., Фельдгун Л.И. Способ получения кубического нитрида бора. - А.С. СССР № 324823 от 04.03.70.

2. Патент Англии № 1329345 от 10.07.73.

3. Патент Венгрии № 161793 от 12.01.72.

4. Патент ГДР № 89395 от 20.04.72.

5. Патент Греции № 44854 от 31.05.72.

6. Патент Италии № 926321 от 17.08.72.

7. Патент Болгарии № 17869 от 25.08.73.

8. Патент Польши № 76525 от 16.03.76.

9. Патент ФРГ № 2110218 от 02.08.73.

10. Патент Франции № 7107295 от 22.11.71

11. Патент Чехословакии № 165475 от 15.10.76

12. Патент Швейцарии № 559145 от 15.01.75

13. Патент Швеции № 7102731 от 20.02.75.

14. Патент ЮАР № 71/3204 от 20.08.73.

15. Давиденко В.М., Дигонский В.В., Македон И.Д., Сохор М.И., Фельдгун Л.И., Филоненко Н.Е. Способ получения кубического нитрида бора. - А.С. СССР № 324815 от 12.10.70.

16. Патент Англии № 1355743 от 02.10.74.

17. Патент Италии № 960111 от 20.11.73.

18. Патент ФРГ № 2226586 от 26.08.76.

19. Патент Франции № 7220144 от 28.03.75.

20. Патент Швейцарии № 562756 от 30.04.75.

21. Патент Швеции № 7207712 от 20.02.75.

22. Давиденко В.М., Дигонский В.В., Македон И.Д., Сохор М.И., Фельдгун Л.И., Филоненко Н.Е., Калашников Я.А., Фекличев Е.М., Никольская И.В. Способ получения кубического нитрида бора. - А.С. СССР № 336962 от 12.10.70.

23. Варзанов М.А., Давиденко В.М., Дигонский В.В., Сохор М.И., Фельдгун Л.И., Филоненко Н.Е. Способ получения монокристаллов кубического нитрида бора. - А.С. СССР № 428665 от 12.10.70.

24. Фарафонтов В.И., Сохор М.И., Дигонский В.В., Кушкова Н.Г., Лысанов В.С. Способ получения кубического нитрида бора. - А.С. СССР № 674372 от 05.07.77

25. Патент США № 4148863 от 10.04.79.

26. Патент ФРГ № 2829383 от 18.01.79.

27. Патент Швейцарии № 435048 от 03.09.84.

28. Патент Англии № 2000524 от 10.01.79.

29. Патент Японии № 1073531 от 30.11.81.

30. Патент Швеции № 7807530 от 06.01.79.

31. Патент Франции № 2396722 от 02.02.79.

32. Новиков Н.В., Прихна А.И., Шульженко А.А., Боримский А.И., Соколов А.Н., Лысанов В.С., Дигонский В.В., Фельдгун Л.И., Давиденко В.М., Довгаль Э.Я., Егоров В.Я., Ровша В.С. Шихта для получения порошка кубического нитрида бора. - A.С. СССР № 707070 от 31.07.78.

33. Филоненко Н.Е., Иванов В.И., Сохор М.И., Фельдгун Л.И. О механизме образования кубического нитрида бора. - Тр. ВНИИАШ, Л.: Машиностроение, 1966, № 2, с. 5.

34. Шипило В.Б., Игнатенко О.В., Аниченко Н.Г., Азарко И.И. Влияние бора на процессы кристаллизации кубического нитрида бора в системе Li3N-BN. Сб. Актуальные проблемы физики твердого тела. - Минск, ИФТТиП НАНБ, 2005, с. 406-408.

35. Богданов С.П. Роль бора в процессе кристаллизации BNсф из раствора-расплава. Сб. Технология и оборудование руднотермических производств. - Всероссийская научно-техническая конференция, СПб, 3-5 июня 2008 г, с. 80-92.

36. Chretien A., Duhart P. Sur les borures de magnesium, leus filiation thermique. - C. R. Acad. Sci., 1962, 254, No 8, p. 1439-1441.

37. Duhart P. Recherches sur les borures de magnesium et les borures de aluminium. - Ann. Chimie, 1962, 7, No 5-6, p. 339-365.

38. Лысанов В.С., Букин В.А., Глаговский Б.А., Боровский Г.В., Ипполитов Г.М., Каменкович А.С., Кремень З.И., Попов С.А., Филоненко Н.Е. Эльбор в машиностроении. - Л.: Машиностроение, 1978, 280 с.

39. Wentorf R.H. Abrasive Material and Preparation Thereof. - US Patent No 2947617, Aug. 02, 1960. Filed Jan. 06, 1958.

40. Wentorf R.H. Cubic Form of Boron Nitride. -The Journal of Chemical Physics, 1957, v. 26, No 4, p. 956.

41. Фишер А. Способ получения смесей, содержащих кубический нитрид бора. - Патент ФРГ № 1131645, заявл. 07.08.57, опубл. 27.12.62.

42. Варзанов М.А., Рыбаков В.А., Кондаков В.Г., Дигонский В.В., Пономаренко В.А., Фельдгун Л.И., Давиденко В.М., Филоненко Н.Е., Сохор М.И., Ковальчук Ю.М., Павлов В.С., Лысанов В.С., Эфрос B.Г., Лощинин В.Б., Гомон Г.О. Абразивный материал эльбор. - А.С. СССР № 324820 от 12.10.70.

43. Патент Австрии № 331142 от 10.08.78.

44. Патент Англии № 1335909 от 27.02.74

45. Патент Бельгии № 777558 от 30.06.72.

46. Патент Венгрии № 163062 от 30.07.75.

47. Патент ГДР № 98271 от 12.06.73.

48. Патент Греции № 44679 от 04.05.72.

49. Патент Индии № 134322 от 21.02.75.

50. Патент Испании № 398749 от 24.07.74.

51. Патент Италии № 932242 от 15.11.72.

52. Патент Болгарии № 17855 от 25.08.75.

53. Патент Польши № 76371 от 28.08.76.

54. Патент Франции № 7122869 от 03.03.72.

55. Патент Швеции № 7105624 от 10.04.75.

56. Патент Швейцарии № 559146 от 15.01.75.

57. Патент ЮАР № 71/2251 от 20.08.73.

58. Патент ФРГ № 2116020 от 01.04.71

59. Wakatsuki M., Ichinose K., Mori R., Aoki T. Mass of Polycrystalline Cubic System Boron Nitride and Composites of Polycrystalline Cubic System Boron Nitride and Other Hard Materials, and Processes for Manufacturing the Same. - US Patent No 3852078, Dec. 03, 1974. Filed Dec. 23, 1971.

60. Богородский Е.С., Соколовский Б.М., Троицкий В.Н., Бреусов О.Н., Бавина Т.В., Гребцов Б.М., Дремин А.Н., Киянский И.А., Першин С.В., Аверин В.Я. Шихта для получения спеченных композиционных материалов. - Заявка на изобретение № 2387468 от 25.08.1976.

61. Блинков В.А., Вильк Ю.Н., Денисова В.И., Дигонский В.В., Дукаревич Я.З., Кузьмин О.Н., Лысанов В.С., Пекелис Л.А., Тищенко В.В., Ульянова М.В. Сверхтвердый композиционный материал. - A.С. СССР № 869181 от 06.04.77.

62. Орданьян С.С., Лысанов В.С., Дигонский В.В., Блинков В.А., Пекелис Л.А., Денисова В.И., Унрод B.И., Синельников С.В., Чеснокова М.П. Сверхтвердый композиционный материал. - А.С. СССР № 711746 от 13.06.77.

63. Патент США № 4186022 от 29.01.80.

64. Дигонский В.В. (научный руководитель темы), Фельдгун Л.И., Сохор М.И., Фарафонтов В.И., Блинков В.А., Андрощук А.Ф., Вильк Ю.Н., Никитина Т.П., Орданьян С.С., Ткаченко Н.Н. Совершенствование технологических процессов получения композитных материалов на основе нитрида бора методами синтеза и спекания. - Отчет ВНИИАШ по теме: 9-76 (1977).