DE1124027B

DE1124027B - Verfahren zur Herstellung von kristallinem Borphosphid

Info

Publication number: DE1124027B
Application number: DEM40644A
Authority: DE
Inventors: Bernard Abraham Gruber
Original assignee: Monsanto Chemicals Ltd
Current assignee: Monsanto Chemicals Ltd
Priority date: 1958-03-03
Filing date: 1959-02-28
Publication date: 1962-02-22
Also published as: FR1221989A; US3395986A; US3423218A; NL113123C

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von kristallinem Borphosphid.

Gemäß der Erfindung erhitzt man ein Metallborid oder -borat und ein Metallphosphid oder -phosphat in einem anorganischen Reaktionsmedium, Vorzugsweise in einem geschmolzenen anorganischen Reaktionsmedium, bei einer Temperatur zwischen 480 und 1820° C und isoliert das gebildete kristalline Borphosphid unter Auflösen des anorganischen Reaktionsmediums.

Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung wird als anorganisches Reaktionsmedium ein Metall oder ein Metallsalz verwendet.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform wird das Verfahren der Erfindung in der Weise ausgeführt, daß man ein Gemisch aus einem Phosphid, wie Aluminium-, Magnesium-, Kupfer-, Titan-, Chrom-, Mangan-, Vanadium-, Zirkon-, Molybdän-, Tantaloder Thorphosphid, und einem Borid, wie Eisen-, Magnesium-, Aluminium-, Kupfer-, Titan-, Zirkon- oder Vanadiumborid, in geschmolzenem Metall, das wenigstens ein Metall aus der Gruppe Aluminium, Magnesium, Kupfer, Titan, Chrom, Mangan, Vanadium, Zirkon, Molybdän, Tantal, Thor, Eisen, Nickel, Blei, Zinn, Antimon, Wismut und Zink enthält, erhitzt. Es kann bei dem Verfahren gemäß der Erfindung in einem geschmolzenen Metall oder Salz bzw. einem entsprechenden Reaktionsmedium, jedoch auch ein Calciumphosphat, wie Apatit, das den Hauptbestandteil der meisten Phosphaterze bildet, zusammen mit einem Reduktionsmittel, wie Kohle, zur Anwendung gelangen. Zur Einführung des Bors ist auch Borkarbid geeignet. Die rohen Borerze, wie Calciumborat (Colemanit), Magnesiumborat oder rohes Natriumborat (Borax), können ebenfalls benutzt werden.

Durch Einführung der Metallkomponenten mit den Phosphor- und bzw. oder den Borrohstoffen ist es möglich, die Reaktion in einem Reaktionsmedium auszuführen, welches eines oder mehrere der Metalle aus der Gruppe Aluminium, Magnesium, Kupfer, Titan, Chrom, Mangan, Vanadium, Zirkon, Molybdän, Tantal, Thor, Eisen, Nickel, Blei, Zinn, Antimon, Wismut und Zink enthält. Das Metall des Reaktionsmediums kann durch unmittelbare Einführung des Metalls oder durch Bildung solcher Metalle aus den betreffenden Verbindungen eingebracht werden. Beispielsweise wird ein Eisen-Kupfer-Reaktionsmedium aus Eisenphosphid und Kupferborid erhalten. Ferner können das Eisenphosphid und Kupferborid in ein Bad von geschmolzenem Aluminium eingebracht werden, so daß auf diese Weise ein Reaktionsmedium erhalten wird.

Verfahren zur Herstellung
von kristallinem Borphosphid

Anmelder:

Monsanto Chemical Company,
Str. Louis, Mo. (V. St. A.)

Vertreter: Dr. E. Wiegand, München 5,

und Dipl.-Ing. W. Niemann,
Hamburg 1, Ballindamm 26, Patentanwälte

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 3. März 1958 (Nr. 718 465)

Bernard Abraham Gruber, Dayton, Ohio (V. St. Α.), ist als Erfinder genannt worden

Die Anteile der Phosphor- und der Borrohstoffe können beträchtlich abgewandelt werden; jedoch werden im wesentlichen äquiatomare Anteilsverhältnisse bevorzugt. Oftmals ist es erwünscht, einen Überschuß der wirtschaftlicheren Komponente zu benutzen, um sicherzustellen, daß die kostspieligere Einsatzkomponente vollständig ausgenutzt wird. Bei der Bildung des anorganischen Reaktionsmediums ist es möglich, eine langsame Reaktion der Phosphor- und Boranteile unter festen Bedingungen, z. B. durch Sintern, zu erhalten. Vorzugsweise wird jedoch ein geschmolzenes Reaktionsmedium angewendet, welches bei der Arbeitstemperatur flüssig ist. Im allgemeinen sind Phosphor und Bor, berechnet als einatomige Elemente, vorzugsweise jeweils in dem Anteilsverhältnis von 0,i bis 50 Gewichtsprozent vorhanden.

Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung läßt man das Reaktionsgemisch abkühlen und danach, gegebenenfalls nach Zerkleinerung, das Metall mit einer Mineralsäure auflösen. Es kann gewünschtenfalls ein Phosphorerz und ein Borerz in einem geschmolzenen anorganischen Reaktionsmedium erhitzt werden.

Gemäß einer besonderen Ausfuhrungsform der Erfindung kann man Ferrophosphor und Ferrobor

209 510/399

oder Magnesium in Metallform als Reaktionsmedium, in welchem die Reaktion stattfindet, benutzt werden.

Wenn es erwünscht ist, das Verfahren gemäß der Erfindung mit einem geschmolzenen Salz als Reaktionsmedium für die Reaktion zwischen den Phosphor- und den Boranteilen auszuführen, können als Ausgangsmaterialien ein Phosphatgestein und ein Borerz, wie rohes Borax, zusammen mit einem

wird. Ferrophosphor handelsüblicher Qualität stellt hauptsächlich Eisenphosphid dar, obwohl oft auch andere Phosphorverbindungen und ein Überschuß von Eisen vorhanden ist.

Ferrobor (Eisenbor), welches gemäß der Erfindung verwendet werden kann, kann auch ein Material in technischer Qualität sein, welches verschiedene Mengen von Bor enthält. Es können auch andere

bei einer Temperatur von 980 bis 1820° C umsetzen und das gebildete kristalline Borphosphid aus dem erhaltenen Reaktionsgemisch nach Auflösen des Eisens mittels einer Mineralsäure abtrennen.

Ferrophosphor, welcher als eines der Ausgangsmaterialien benutzt wird, ist ein technisches Produkt,
das sich bei der Herstellung von elementarem
Phosphor im Elektroofenverfahren ergibt. Wenn
eine reine Form von Ferrophosphor angewendet
werden soll, bietet das Verfahren gemäß der Er- io Reduktionsmittel, wie Koks, angewendet werden, findung andere Vorteile, da die Reinigung des End- Geeignete Salze, die unmittelbar als Komponente Produktes vereinfacht wird, insbesondere hinsichtlich des Reaktionsmediums zugesetzt werden können, der Entfernung von Verunreinigungen, wie Silicium. sind z. B. die Alkalihalogenide, wie Natriumchlorid, Der Vorteil hinsichtlich der Kosten bei der Ver- Kaliumbromid, Lithiumbromid, Calciumchlorid, wendung von technischem Ferrophosphor ist jedoch 15 Magnesiumchlorid, Bariumchlorid, Rubidiumchlorid, so, daß dieses Material im allgemeinen bevorzugt Caesiumchlorid und solche Mischungen. Hierbei

können auch Siliciumdioxyd, z. B. in Form von Sand, ein Natriumsilicat oder ein Calciumsilicat zugesetzt werden, so daß eine flüssigere Schlacke 20 erhalten wird, welche als Reaktionsmedium dient und auch nichtflüchtige Oxyde, wie Calciumoxyd, aufnimmt. Auch Kohlenstoff kann als eines der Einsatzmaterialien angewendet werden; er dient als Reduktionsmittel für die Reduktion des Phosphats Verbindungen von Eisen und Bor in dem gemäß der 25 zu elementarem Phosphor, während Borax zu ele-Erfindung verwendeten rohen Ferrobor vorhanden mentarem Bor reduziert wird. Bor und Phosphor sein. reagieren in dem flüssigen Reaktionsmedium, in

Die Umsetzung zwischen Ferrophosphor und welchem sich das Borphosphid dann als Endprodukt Ferrobor wird bei erhöhter Temperatur, z. B. absetzt. Das Borphosphid wird schließlich z. B. zwischen 480 und 1820° C, ausgeführt. Diese Um- 3° durch Säure- oder Alkaliextraktion des Siliciumsetzung kann durch Diffusion zwischen den festen dioxydreaktionsmediums isoliert. Reaktionskomponenten, vorzugsweise in feinverteilter Das nach dem Verfahren gemäß der Erfindung

Form, ausgeführt werden, wobei die Reaktion im hergestellte Borphosphid ist ein hoch kristallines, Bereich von etwa 1310⁰C bis zum Schmelzpunkt thermisch stabiles und chemisch inertes Material, der Reaktionsmischung eintritt. Eine bevorzugte 35 welches eine kubisch kristalline Struktur mit einer Ausführungsform besteht darin, daß man ein Einheitszellenlänge von etwa 4,537 Ä aufweist. Seine flüssiges Reaktionssystem benutzt, wie es erhalten Härte liegt zwischen 8 und 9 auf der Mohsschen wird, wenn wenigstens eine Komponente geschmolzen Skala (Diamant = 10). Es ist nicht ganz so hart wird. Der bevorzugte Bereich zur Ausführung der wie Siliciumkarbid; jedoch hat sich herausgestellt. Reaktion in der Schmelzstufe liegt zwischen 1500 40 daß man damit Quarz, Porzellan, Achat, zementier- und 1700° C. Die Reaktiönstemperatur kann auch tes Wolframkarbid und gegebenenfalls Saphir ritzen etwas herabgesetzt werden; dies erfolgt durch Benut- und schleifen kann.

zung einer zusätzlichen Komponente, wie Eisen, Das kristalline Borphosphid ist widerstandsfähig

welches zugegeben wird, um den Schmelzpunkt der gegen Oxydation, beispielsweise wenn man es Mischung der obengenannten Reaktionskompo- 45 2 Minuten lang der Flamme eines Knallgasgebläses nenten zu erniedrigen. Das Verfahren wird üblicher- bei einer Temperatur von etwa 2200° C aussetzt, weise in einem elektrischen Ofen, z. B. einem Es hat sich gezeigt, daß das Material bei einer Induktions- oder Widerstandsofen, ausgeführt. Es solchen Temperatur, wenn es dem Sauerstoffstrahl hat sich herausgestellt, daß die Reaktion zwischen eines Schneidbrenners ausgesetzt wird, keine er-Ferrophosphor und Ferrobor sehr rasch verläuft, 5° kennbare Schädigung erleidet, obwohl die spezifische Reaktionszeit keine kritische Wenn es in der Luft einer Flamme bei 1150⁰C

Veränderliche ist. Gute Ausbeuten an Borphosphid ausgesetzt wird, brennt es nicht. Auf der betreffenden werden z. B. bei einer Reaktionszeit der Schmelze Oberfläche bildet sich scheinbar ein dünner Überzug, von etwa 5 Minuten nach dem Schmelzen des Einsatz- der das Borphosphid bei diesen hohen Temperaturen materials erzielt. Der Tiegel oder andere Behälter 55 schützt. Der Schmelzpunkt des Materials liegt sehr für die Reaktionskomponenten soll aus einem inerten hoch; es soll auf Grund von theoretischen Betrach-

Material, wie Tonerde, Graphit, Siliciumkarbid bzw. anderen feuerfesten Stoffen, wie sie zum Schmelzen von Eisenlegierungen verwendet werden, hergestellt sein. 60

Die vorstehend beschriebene Reaktion, unter Benutzung von Eisenverbindungen des Phosphors bzw. Bors, kann auch so variiert werden, daß man Aluminium- oder Magnesiumverbindungen, z. B. AIuminiumphosphid, Aluminiumborid, Magnesium- 65 phosphid bzw. Magnesiumborid, einsetzt. Wenn Aluminium- oder Magnesiumverbindungen verwendet werden, kann gegebenenfalls weiteres Aluminium

tungen und Analogie mit Werten ähnlicher Verbindungen bei einer Temperatur oberhalb von etwa 3000° C schmelzen.

Das nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellte, kubisch kristalline Borphosphid wird durch keines der bekannten flüssigen Reagenzien angegriffen. Es ist vollständig stabil gegenüber siedender Salpetersäure und siedendem Königswasser.

Bei der Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung kann kristallines Borphosphid dadurch hergestellt werden, daß man Eisenerz an Stelle von sekundären Eisenverbindungen, einsetzt. Die Be-

5 6

Schickung bei einem solchen Verfahren, insbesondere insbesondere wenn man hoch siliciumdioxydhaltige für ein Lichtbogenofenverfahren, besteht aus Eisen- Rohmaterialien benutzt, ist Ferrosilicium, das in dem erz, einem Borrohstoff wie rohem Borax oder Bor- Eisenreaktionsmedium gelöst ist. Siliciumverbindunkarbid, einem Phosphorrohstoff, z. B. Knochen- gen werden aus dem Borphosphid nach der Säureasche, Apatit oder einem Phosphorgestein und 5 extraktion dadurch entfernt, daß man das Rohaußer dem Borkarbid, falls dies vorhanden ist, aus produkt mit Fluorwasserstoffsäure in Berührung einer Kohlenstoffquelle, wie Koks oder Erdöl- bringt. Diese Säurebehandlungen sind ohne Einkohlenstoff. Ein Flußmittel, z. B. Siliciumdioxyd, wirkung auf das Borphosphid, welches durch die kann ebenfalls verwendet werden. Die Reaktionen Säuren im wesentlichen unbeeinflußt bleibt,
dieses Verfahrens sind sehr verwickelt; jedoch hat io Das Borphosphid ist ein feinteiliges, graues bis sich herausgestellt, daß der Kohlenstoff die Eisen-, schwarzes Pulver, das gemäß Röntgenstrahlen-Phosphor- und Borverbindungen zu den elemen- beugungsanalyse eine kubische Kristallform hat. Die taren Stufen reduziert; diese wirken dann frei auf- besondere Gestalt des Materials ist so beschaffen, einander ein. Infolge einer solchen Reaktion wird daß ein Ineinandergreifen def Kristalle während der Borphosphid gebildet; es reichert sich im Gegensatz 15 Verarbeitung, wie z. B. beim Sintern oder Pressen zu der leichteren Schlackeschicht in der Eisenschicht des Borphosphids, erhalten wird. Dies ist von an. Wenn die Eisenschicht abgezogen ist, kann das Bedeutung für die Bildung von Materialien hoher darin enthaltene Borphosphid, wie vorstehend be- Festigkeit aus dem Borphosphid, das daher bei der schrieben, durch Säureextraktion isoliert werden, Herstellung von hochtemperaturresistenten Produkso daß im wesentlichen reines Borphosphid erhalten ²⁰ ten, ζ. B. Turbinen- und Strahltriebwerkdüsen, vorwird, teilhaft ist. Das kristalline Borphosphid hat sich Die Erfindung wird nachstehend an Hand einiger auch als stabil gegenüber Verbrennungsgasen erBeispiele näher erläutert. wiesen; diese üben keinen merkbaren Angriff auf _Beispiel j das Borphosphid aus.

Es wurde für eine Beschickung ein Gemisch aus Beispiel 2

29,7 g Ferrophosphor und 14,5 g Ferrobor bereitet, Bei der Ausführung des Verfahrens gemäß der

dieses wurde dann zu einer Teilchengröße ent- Erfindung zur Erzeugung der kubisch kristallinen

sprechend einem Sieb mit einer lichten Maschen- Form von Borphosphid in einer Salzmatrix wurde

weite von etwa 2,00 mm zerkleinert, innig gemischt 30· eine Beschickung von Natriumchlorid in einem

und in einen Graphittiegel eingebracht. Der Tiegel Graphittiegel, welcher sich in einem elektrischen

wurde in einen Induktionsofen gebracht, welcher da- Ofen befand, geschmolzen. Das geschmolzene Salz

nach erhitzt wurde. Es zeigte sich, daß das Reaktions- wurde dann als Reaktionsmedium benutzt, in wel-

gemisch bei etwa 1400° C zu schmelzen begann. chem 5 Gewichtsprozent des im rohen Phosphaterz

Bei 1600° C war das Gemisch im wesentlichen voll- 35 enthaltenen Phosphors und 5 Gewichtsprozent des

ständig geschmolzen; die Reaktion ging mit im im rohen Borax enthaltenden Bors dispergiert wur-

wesentlichen quantitativer Ausbeute vor sich. den. Das Gemisch wurde von Zeit zu Zeit gerührt

Das vorstehend beschriebene Reaktionsgemisch und mit der theoretischen Menge an Kohlenstoff wurde abgekühlt, zerkleinert und analysiert. Zur für die Reduktion des Phosphorgehaltes und des Aufarbeitung des Borphosphids in im wesentlichen 40 Borgehaltes versetzt. Es wurde eine überstehende reiner Form wurde das Reaktionsgemisch einer Schicht einer Silicatschlacke gebildet, welche das Behandlung mit heißem Königswasser unterworfen, Calcium aufnahm, das mit dem Calciumphosphat welches sowohl Eisen als auch Eisenphosphid, Eisen- (Apatit) in das System eingeführt wurde. Die karbid, Ferrobor und andere Verunreinigungen löste. Reaktion zwischen dem Phosphor- und den Bor-Eine Behandlung des sich ergebenden Produktes mit 45 komponenten führt mit im wesentlichen quantita-Fluorwasserstoffsäure führte danach zur Entfernung tiver Ausbeute zur Erzeugung von kristallinem Borvon Silicium- oder Silicatverbindungen; das Bor- phosphid, das in dem geschmolzenen Salzreaktionsphosphid blieb zurück, da es durch die Säure- medium dispergiert ist. Wenn das ganze Reaktionsbehandlungen nicht beeinflußt wurde. Das Produkt gemisch abgekühlt wird, wird das Borphosphid in bestand, wie sich bei der Röntgenstrahlenbeugungs- 50 einer in dem verfestigten Salzreaktionsmedium dianalyse zeigte, aus kubisch kristallinem Borphosphid spergierten Form erhalten. Dieses Reaktionsmedium mit einer Einheitszellenlänge von etwa 4,537 Ä. wird leicht durch Wasser gelöst, wobei die Kristallite

Das in einer Eisenschmelze erzeugte Borphosphid von kubischem Borphosphid isoliert werden,
kann durch nicht umgesetzte Anteile von Ferrophosphor und Ferrobor verunreinigt sein. Diese 55 Beispiel 3
Verunreinigungen werden durch Säurebehandlung

entfernt; dazu wird das aus dem Ofen kommende Die Anwendung eines nicht eisenhaltigen Reakrohe Gemisch zerkleinert oder gemahlen, um die tionsmediums wird an der Herstellung von Bor-Berührung der Säure mit dem Produkt zu ver- phosphid, das in metallischem Aluminium disperbessern. Für eine Vorbehandlung kann Salpetersäure 60 giert ist, gezeigt. Zunächst wird ein Anteil von 4,5 kg verwendet werden, um Ferrobor aus dem Gemisch Aluminium geschmolzen; in die Schmelze werden herauszulösen. Es hat sich jedoch als notwendig 5 Gewichtsprozent Ferrobor und 10 Gewichtsprozent herausgestellt, Königswasser zum Lösen des Ferro- Ferrophosphor eingeführt. Das Gemisch wurde von phosphors zu benutzen; vorzugsweise wird ein Zeit zu Zeit gerührt; nach etwa einer Stunde wurde das einziges Kontaktsystem verwendet, in welchem 65 Reaktionsmedium in Plattierungsformen gegossen Königswasser als Lösungsmittel für Ferrobor, Eisen- und zum Verfestigen gebracht. Es stellte sich heraus, karbid, Ferrophosphor und andere Metallverbin- daß kubisch kristallines Borphosphid auf diese düngen dient. Eine andere mögliche Verunreinigung, Weise in im wesentlichen quantitativer Ausbeute als

gleichförmige Dispersion von feinen Teilchen erhalten wird, welche durch das gesamte feste AIuminiumreaktionsmedium hindurch suspendiert sind; die Aluminiumplattierung wird so widerstandsfähiger gegenüber Abnutzung und Abrieb gemacht.

Die kubische Kristallform des Borphosphids ist ungewöhnlich temperaturwiderstandsfähig. Dieses Material kann während kurzer Zeit Temperaturen von z. B. 3300° C ausgesetzt werden. Es ist auch gegenüber dem Angriff von flüssigen chemischen Reagenzien, z. B. Mineralsäuren, Schwefelsäure, Salzsäure und rauchender Salpetersäure, ferner basischen Stoffen, wie Ätzalkali und Hydrazin, widerstandsfähig. Auch Königswasser greift die kristalline Form von Borphosphid nicht an.

Der inerte Charakter von kristallinem Borphosphid sowie seine hohe Temperaturstabilität machen es zu einem brauchbaren Material für die Herstellung von Raketen- und Strahldüsenteilen und -beschlagen od. dgl. Weitere Beispiele sind korrosionsfeste Brennkammern und Auskleidungen für verschiedene Gefäße, wie Brennstofftanks, die dazu dienen, flüssige bzw. feste Treibstoffe und Oxydationsmittel aufzunehmen, z. B. Ammoniumperchlorat, rauchende Salpetersäure und Alkylborverbindungen, wie äthylalkyliertes Pentaboran und äthylalkyliertes Dekaboran.

Teile von Raumgeschossen, die gegenüber extremem Abrieb und großen Temperaturstößen widerstandsfähig sein müssen, können ebenfalls aus dem kristallinen Borphosphid hergestellt werden, z. B. konische Köpfe und Düsen von Raketen, ferner Düsenklappen, Düsenschaufeln, Höhenruder und Steuerflächen.

Es ist ein Vorteil der Erfindung, daß gebogene oder gekrümmte Gegenstände, die durch hohe Festigkeit gekennzeichnet sind, leicht in einer Form hergestellt werden können. Das kristalline Borphosphid mit der bei der Bildung erzeugten Teilchenstruktur, gegenseitigen Ineinandergreifens der Kristailite ist besonders vorteilhaft bei der Herstellung yon gebogenen oder gekrümmten, geformten Gegenständen, da das Ineinandergreifen der Kristallite zu einer glatten, gekrümmten Oberfläche führt. Dies ist bei der Herstellung von Teilen, die hohe, thermische Beanspruchungen und Stöße erfahren, vorteilhaft, z. B. bei den konischen Köpfen von Raketen und Raumgeschossen. Das kristalline Borphosphid ist auch stabil gegenüber Verbrennungsgasen; diese greifen das Borphosphid nicht an. Die aus Borphosphid hergestellten, gebogenen oder gekrümmten Gegenstände sind daher besonders vorteilhaft als Brennkammern und Düsen, in denen ein Raketenbrennstoff, wie Diboran, und ein Oxydationsmittel, wie rauchende Salpetersäure, nach Vermischung verbrannt werden, wobei eine große Energiemenge freigesetzt wird, z. B. beim Raketenantrieb.

Da das kristalline Borphosphid als sehr hartes Material eine Härte zwischen 8 und 9 nach der Mohsschen Skala (Diamant = 10) aufweist, ist es auch zur Herstellung von Laufrädern für Brennstoffpumpen in Raumgeschossen, Raketen, Raumschiffen und anderen sich bewegenden Körpern gut geeignet. Das kristalline Material ist sehr leicht; es hat eine Teilchendichte von 2,94 (theoretisch 2,97).

Das kristalline Borphosphid ist ferner für die Herstellung von Turbinenteilen, z. B. bei Verbrennungsturbinen, Dampfturbinen od. dgl., insbesondere für die Düsen eines Wasserdampf- oder eines Verbrennungsgasstromes, wobei gegebenenfalls Flugasche und Metallteilchen darin enthalten sind, ferner für Turbinenschaufeln und -lager, Dampfstrahijektoren und Unterbrechungsscheiben, geeignet.

Infolge seiner Härte kommt das kristalline Borphosphid als Schleifmaterial oder als Bestandteil in Schneidwerkzeugen in Betracht, d. h. als feinteiliges Produkt oder in verarbeiteter Form, z. B. als Schneidwerkzeug in einer Drehbank od. dgl. Teilchenförmiges, kristallines Borphosphid kann auch bei der Herstellung von Schleifwerkzeugen oder Schleifscheiben angewendet werden, bei welchen die Teilchen mit einem harzartigen Bindemittel zusammengebunden sind, ferner für Schleifpapier und andere Schleifprodukte, z. B. auf einer Unterlage aus Papier, Gewebe od. dgl. unter Anwendung von Leim, Zement oder Harz. Eine weitere Anwendung des kristallinen Borphosphids bietet sich bei Schleifmaschinen oder Zerkleinerungsmaschinen für Mineralien, Gestein od. dgl., zum Schleifen von Holzbrei bei der Herstellung von Papier usw.

Weitere Anwendungen des neuen, nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellten, kubischkristallinen Borphosphids, können beim Bau von Kernreaktoren, bei Halbleitern, Strahlungsmessern usw. erfolgen. Dabei können verschiedene Verarbeitungsmethoden angewendet werden, z. B. heißes oder kaltes Verpressen, Aufbringen von Überzügen oder Plattierungen durch Versprühen, durch andere mechanische Niederschlagverfahren, durch Elektrophorese od. dgl., ferner Gießverfahren. Die Arbeitsweisen können gegebenenfalls unter Beimischung von geeigneten Zusatzstoffen, wie Metallen, Oxyden, Bindemitteln od. dgl., durchgeführt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Herstellung von kristallinem Borphosphid, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Metallborid oder -borat und ein Metallphosphid oder -phosphat in einem anorganischen Reaktionsmedium, vorzugsweise in einem geschmolzenen anorganischen Reaktionsmedium, bei einer Temperatur zwischen 480 und 1820⁰C erhitzt und das gebildete kristalline Borphosphid unter Auflösen des anorganischen Reaktionsmediums isoliert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als anorganisches Reaktionsmedium ein Metall oder ein Metallsalz verwendet.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Gemisch aus einem Phosphid, wie Aluminium-, Magnesium-, Kupfer-, Titan-, Chrom-, Mangan-, Vanadium-, Zirkon-, Molybdän-, Tantal- oder Thorphosphid, und einem Borid, wie Eisen-, Magnesium-, Aluminium-, Kupfer-, Titan-, Zirkon- oder Vanadiumborid, in geschmolzenem Metall, das wenigstens ein Metall aus der Gruppe Aluminium, Magnesium, Kupfer, Titan, Chrom, Mangan, Vanadium, Zirkon, Molybdän, Tantal, Thor, Eisen, Nickel, Blei, Zinn, Antimon, Wismut und Zink enthält, erhitzt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man das Reaktionsgemisch kühlt und danach, gegebenenfalls nach Zerkleinerung, das Metall mit einer Mineralsäure auflöst.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

9 10

dadurch gekennzeichnet, daß man ein Phosphor- bei einer Temperatur von 980 bis 1820° C umerz und ein Borerz in einem geschmolzenen setzt und das gebildete, kristalline Borphosphid anorganischen Reaktionsmedium erhitzt. aus dem erhaltenen Reaktionsgemisch nach Auf-6.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- lösen des Eisens mittels einer Mineralsäure abzeichnet, daß man Ferrophosphor und Ferrobor 5 trennt.

Θ 209 510/39» 2.62