Preview

Alternative Energy and Ecology (ISJAEE)

Advanced search
Open Access Open Access  Restricted Access Subscription or Fee Access

History review on cubic boron nitride, intended for edge cutting tool (part 3)

Abstract

The paper presents historical materials on edge cutting tools design, based on cubic boron nitride, and describes modern state of local cutting superhard materials production. Parameters of hexagonal boron nitride conversion into cubic form are considered, and it is shown that gas-phase transport reactions with hydrogen play the main role. The author note likeness between processes of graphite gas-phase synthesis and hexagonal boron nitride, and also obtaining diamond and cubic boron nitride; though diamond synthesis has been performed both from methane and indirectly from graphite. It is shown that there is a similar scheme for the cubic boron nitride. In spite of the fact that today we have only indirect process of cubic structure synthesis from hexagonal modification in a high-pressure device, it does mot mean that it is impossible to obtain diamond-like boron nitride directly from gaseous compositions of boron and nitrogen. The paper presents positive investigation results on the cubic boron nitride synthesis in conditions excluding any pressure on initial burden of hexagonal boron nitride and catalyst metal. Estimated conditions of gasphase synthesis of the cubic boron nitride from boron and nitrogen compound at normal pressure are proposed and description of the device for the process realization is presented. Conditions of microwave heating that are similar to ones for diamond synthesis from methane should be created to obtain gas-phase synthesis of the cubic boron nitride without high pressures; i.e. it is necessary to increase supplied specific power and find experimentally optimum concentration of initial gaseous substances, containing boron and nitrogen, to obtain the cubic boron nitride.

About the Author

S. V. Digonsky
«VNIIALMAZ»
Russian Federation


References

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.


Review

For citations:


Digonsky S.V. History review on cubic boron nitride, intended for edge cutting tool (part 3). Alternative Energy and Ecology (ISJAEE). 2014;(10):77-88. (In Russ.)

Views: 316


ISSN 1608-8298 (Print)