Некоторые сведения из истории синтеза кубического нитрида бора для лезвийного режущего инструмента (часть 3)

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. Варзанов М.А., Рыбаков В.А., Кондаков В.Г., Дигонский В.В., Пономаренко В.А., Фельдгун Л.И., Давиденко В.М., Филоненко Н.Е., Лысанов В.С., Эфрос В.Г., Лощинин В.Б. Способ получения монокристаллов кубического нитрида бора. - А.С. СССР № 324816 от 24.09.70.

2. Давиденко В.М., Дигонский В.В., Фельдгун Л.И. Способ получения монокристаллов кубического нитрида бора. - А.С. СССР № 458194 от 10.08.71.

3. Патент Англии № 1316045 от 05.09.73 г.

4. Патент Венгрии № 161238 от 31.07.73.

5. Патент ГДР № 90353 от 05.06.72.

6. Патент Италии № 926332 от 17.08.72.

7. Патент Болгарии № 17856 от 25.08.73.

8. Патент ФРГ № 2112923 от 06.05.76.

9. Патент Франции № 7110194 от 15.11.71.

10. Патент Польши № 76524 от 16.03.76.

11. Патент Чехословакии № 155465 от 15.10.74.

12. Патент Швейцарии № 561154 от 15.03.75.

13. Патент ЮАР № 71/2103 от 18.02.74.

14. Лысанов В.С., Дигонский В.В., Фельдгун Л.И., Давиденко В.М., Новиков Н.В., Боримский А.И., Шульженко А.А., Якименко В.Д., Довгаль Э.Я., Егоров В.Я., Ровша В.С. Способ получения кубического нитрида бора. - А.С. СССР № 707069 от 29.06.78.

15. Патент США № 4349517 от 14.09.82.

16. Susa K., Kobayashi T., Taniguchi S. Catalytic effect of water on the synthesis of cubic BN. -Proceeding of the 4-th International Conference on High Pressure. Kyoto, 1974. Special Issue of the Review of Physical Chemistry of Japan, 1975, p. 429-435.

17. Ichinose K., Wakatsuki M., Aoki T., Maeda J. Synthesis of polycrystalline cubic BN. - Proceeding of the 4-th International Conference on High Pressure. Kyoto, 1974. Special Issue of the Review of Physical Chemistry of Japan, 1975, p. 436-440.

18. Kobayashi T., Susa K., Taniguchi S. New catalyst for the high pressure synthesis of cubic BN. - Materials research bulletin, 1975, v. 10, No 11, p. 1231-1235.

19. Самсонов Г.В., Марковский Л.Я., Жигач А.Ф., Валяшко М.Г. Бор, его соединения и сплавы. - М.: Изд-во АН СССР, 1960.

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

21. Bradley R.S., Munro D.C., Whitefild M. The Reactivity and Polymorphism of Selected Nitrides at High Temperatures and High Pressures. - Journ. Inorg. Nucl. Chem. 1966, v. 28, p. 1803-1812.

22. Химия и физика нитридов (ред. Г.В. Самсонов). - Киев, Наукова думка, 1968.

23. Харитонова М.В., Ривлин И.Я. Состав первичных продуктов синтеза (блочков) кубического нитрида бора. - Абразивы, 1969, вып. 3 (70), с. 7.

24. Сохор М.И., Футергендлер С.И., Фельдгун Л.И. Исследование структурных особенностей кристаллов кубического нитрида бора монокристальными рентгеновскими методами. - Тр. ВНИИАШ, Л.: Машиностроение, 1968, № 7.

25. Сохор М.И., Футергендлер С.И. Рентгенографическое исследование структурных особенностей кристаллов кубического нитрида бора. - Докл. АН СССР, 1968, т. 182, № 5, с. 1071.

26. Decker B.F., Kasper J.S. The Crystal Structure of a Simple Rhombohedral Form of Boron. - Acta Crystallographica, 1959, v. 12, p. 503-506.

27. Жигач А.Ф., Стасиневич Д.С. Химия гидридов. - М.: Химия, 1969.

28. Wentorf R.H. Synthesis of the Cubic form of Boron Nitride. - The Journal of Chemical Physics, 1961, v. 34, No 3, p. 809-812.