-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Herstellung
von kubischem Bornitrid aus hexagonalem Bornitrid.
-
Kubisches
Bornitrid ist nach Diamant das zweithärteste Material, besitzt jedoch
eine höhere
chemische Stabilität
als Diamant und wird folglich zunehmend wichtiger als Schleif-,
Polier- und Schneidmaterial. Zur Herstellung von kubischem Bornitrid
wurden verschiedene Verfahren vorgeschlagen. Das bekannteste dieser Verfahren,
das auch in weitem Rahmen industriell verwendet wird, ist ein Verfahren,
bei dem hexagonales Bornitrid bei Bedingungen hoher Temperatur und
hohen Drucks von etwa 4,5–6,0
GPa und etwa 1400–1600 °C in Anwesenheit
eines Lösungsmittels
(Katalysators) in kubisches Bornitrid umgewandelt wird. Die allgemein
bekannten Lösungsmittel
(Katalysatoren) für
dieses Verfahren waren üblicherweise
Nitride und Bornitride von Alkalimetallen und Erdalkalimetallen
(vgl. beispielsweise
US
3 772 428 A .
-
Nichtsdestotrotz
ist mit Hilfe der genannten Lösungsmitteln
(Katalysatoren) erhaltenes kubisches Bornitrid mit Problemen in
Form einer geringen Zähigkeit
und Wärmebeständigkeit
behaftet, die zu einem Brechen der Schleifmittel oder einer signifikanten
Abnahme der Festigkeit der Schleifmittel, wenn sie hohen Temperaturen
ausgesetzt werden, führen.
Ferner besitzt das unter Verwendung der genannten Lösungsmittel
(Katalysatoren) erhaltene kubische Bornitrid eine unregelmäßige Form
oder nahezu kugelförmige
Form, wobei die Ausbildung idiomorpher Flächen schlecht ist.
-
DE 197 21 082 A1 beschreibt
ein Verfahren zur Herstellung von kubischem Bornitrid, bei dem hexagonales
Bornitrid in kubisches Bornitrid umgewandelt wird, indem es in Gegenwart
mindestens einer Verbindung, die unter Carbiden von Alkalimetallen
und Erdalkalimetallen ausgewählt
ist oder in Gegenwart mindestens einer Verbindung, die unter Carbiden
von Alkalimetallen und Erdalkalimetallen ausgewählt ist, und mindestens einer
Verbindung, die unter Amiden und Imiden von Alkalimetallen und Erdalkalimetallen
ausgewählt ist,
unter Temperatur- und Druckbedingungen innerhalb des Stabilitätsbereiches
von kubischem Bornitrid gehalten wird.
-
Die
DE 44 23 987 C2 beschreibt
ein Verfahren zur Herstellung von kubischem Bornitrid, das dadurch gekennzeichnet
ist, dass man hexagonales Bornitrid unter Temperatur- und Druckbedingungen
innerhalb des Stabilitätsbereichs
von kubischem Bornitrid in Gegenwart von einer oder mehreren Verbindungen,
die unter Amiden und Imiden von Elementen der Gruppen Ia und IIa
des Periodensystems ausgewählt
sind, behandelt, um es in kubisches Bornitrid überzuführen.
-
Die
EP 04 02 672 A2 beschreibt
ein Hochdruck-/Hochtemperatur-Verfahren
zur Herstellung von polykristallinem kubischen Bornitrid ausgehend
von graphitischen Bornitrid in Abwesenheit von großen Mengen
an katalytisch aktivem Material, wobei das Verfahren ein Dotieren
des graphitischen Bornitrids mit Nicht-Bornitridatomen oder Clustern
hiervon in einer zur Verringerung des zur Herstellung des polykristallinem
kubischen Bornitrids in Abwesenheit jener Atome oder Cluster hiervon
erforderlichen hohen Drucks ausreichenden Menge.
-
Die
obigen Probleme lassen sich erfindungsgemäß lösen, indem die folgenden Verfahren
zur Herstellung von kubischem Bornitrid bereitgestellt werden:
- 1. Verfahren zur Herstellung von kubischem
Bornitrid, dadurch gekennzeichnet, dass hexagonales Bornitrid in
Gegenwart von
(i) mindestens einer Verbindung, die aus Amiden,
Imiden und Carbiden von Alkalimetallen und Erdalkalimetallen ausgewählt ist,
und
(ii) elementarem Silicium
unter Temperatur- und Druckbedingungen
im Stabilitätsbereich
von kubischem Bornitrid gehalten wird.
- 2. Verfahren zur Herstellung von kubischem Bornitrid, dadurch
gekennzeichnet, dass hexagonales Bornitrid in Gegenwart von
(i)
mindestens einer Verbindung, die aus Amiden, Imiden und Carbiden
von Alkalimetallen und Erdalkalimetallen ausgewählt ist,
(ii) elementarem
Silicium und
(iii) elementarem Bor
unter Temperatur- und
Druckbedingungen im Stabilitätsbereich
von kubischem Bornitrid gehalten wird.
- 3. Verfahren zur Herstellung von kubischem Bornitrid, dadurch
gekennzeichnet, dass hexagonales Bornitrid in Gegenwart von
(i)
mindestens einer Verbindung, die aus Amiden und Imiden von Alkalimetallen
und Erdalkalimetallen ausgewählt
ist,
(ii) mindestens einer Verbindung, die aus Carbiden von
Alkalimetallen und Erdalkalimetallen ausgewählt ist, und
(iii) elementarem
Bor
unter Temperatur- und Druckbedingungen im Stabilitätsbereich
von kubischem Bornitrid gehalten wird.
-
Bei
dem als Ausgangsmaterial verwendeten hexagonalen Bornitrid kann
es sich um im Handel erhältliche
Pulver von hexagonalem Bornitrid handeln. Da in Form von Boroxid
vorhandene Sauerstoffverunreinigungen oder dergleichen die Umwandlung
des hexagonalen Bornitrids in kubisches Bonitrid verzögern können, sind
die Ausgangsmaterialien mit einem geringen Sauerstoffgehalt günstig. Die
Teilchengröße des hexagonalen
Bornitrids ist nicht speziell beschränkt, jedoch ist eine solche
von 150 mesh oder weniger im allgemeinen bevorzugt. Bei einer zu
großen
Teilchengröße kann
die Reaktivität
gegenüber
dem Lösungsmittel
(Katalystor) verringert sein.
-
Bei
den Carbiden, Amiden und Imiden von Alkalimetallen und Erdalkalimetallen
handelt es sich ebenfalls – ähnlich dem
hexagonalen Bornitrid des Ausgangsmaterials – vorzugsweise um solche mit
einem geringen Sauerstoffgehalt. Die Teilchengröße ist nicht speziell beschränkt, doch
werden Teilchengrößen von
1 mm oder weniger im allgemeinen bevorzugt. Wenn die Teilchengröße dieser
Verbindungen zu groß ist,
ist die Reaktivität
gegenüber
dem hexagonalen Bornitrid verringert.
-
Bei
den erfindungsgemäß verwendeten
Amiden und Imiden von Alkalimetallen und Erdalkalimetallen handelt
es sich grundlegend um
LiNH2, NaNH2, KNH2, RbNH2, CsNH2,
Li2NH, Na2NH, K2NH, Rb2NH, Cs2NH,
Be(NH2)2, Mg(NH2)2, Ca(NH2)2, Sr(NH2)2, Ba(NH2)2,
BeNH, MgNH, CaNH, SrNH und BaNH;
bei
den erfindungsgemäß verwendeten
Carbiden von Alkalimetallen und Erdalkalimetallen handelt es sich grundlegend
um
Li2C2, Na2C2, K2C2, Rb2C2,
Cs2C2,
Be2C, BeC2, MgC2, Mg2C3,
CaC2, SrC2 und BaC2.
-
Es
können
jedoch auch feste Lösungen,
Komplexverbindungen, nichtstöchiometrische
Verbindungen u.dgl. der obigen Verbindungen unter Erreichung ähnlicher
Effekte verwendet werden.
-
Bei
dem verwendeten elementaren Silicium bzw. elementaren Bor handelt
es sich um Si bzw. B.
-
Als
Amide, Imide und Carbide von Alkalimetallen und Erdalkalimetallen
bevorzugt verwendete Verbindungen sind die Amide, Imide und Carbide
von Li, Mg und Ca. Die Amide, Imide und Carbide von von Li, Mg und
Ca verschiedenen Alkalimetallen und Erdalkalimetallen gestatten
eine Umwandlung von hexagonalem Bornitrid in kubisches Bornitrid
lediglich bei einer Temperatur und bei einem Druck, die über denen
bei Verwendung von Amiden, Imiden und Carbiden von Li, Mg oder Ca
liegen. Das unter Verwendung von Amiden, Imiden oder Carbiden von
Li, Mg oder Ca erhältliche
kubische Bornitrid zeichnet sich in stärkerem Maße bezüglich des Schleifverhältnisses
und der erforderlichen Kraft zum Schleifen, verglichen mit dem mit
Hilfe von anderen Amiden, Imiden oder Carbiden erhältlichen
kubischen Bornitrid, aus.
-
Bevorzugte
Kombinationen aus mindestens einer ersten Verbindung aus Amiden
und Imiden von Alkalimetallen und Erdalkalimetallen mit mindestens
einer zweiten Verbindung aus Carbiden von Alkalimetallen und Erdalkalimetallen
sind Kombinationen mindestens eines Amids und/oder Imids von Li,
Mg und/oder Ca mit mindestens einem Carbid von Li, Mg und/oder Ca.
Die Amide, Imide und Carbide von von Li, Mg und Ca verschiedenen
Alkalimetallen und Erdalkalimetallen gestatten eine Umwandlung von
hexagonalem Bornitrid in kubisches Bornitrid lediglich bei einer
Temperatur und einem Druck, die über
denen im Falle der Verwendung eines Amids oder Imids oder Carbids
von Li, Mg oder Ca liegen. Das unter Verwendung eines Amids, Imids
oder Carbids von von Li, Mg und Ca verschiedenen Alkalimetallen
und Erdalkalimetallen erhältliche
kubische Bornitrid besitzt ein Schleifverhältnis und eine erforderliche
Kraft zum Schleifen, die denjenigen von kubischem Bornitrid, das
mit Hilfe eines Amids, Imids oder Carbids von Li, Mg oder Ca erhältich ist,
in gewissem Maße unterlegen
sind.
-
Eine
besonders bevorzugte Kombination ist LiNH2 in Verbindung mit CaC2.
Diese Kombination ermöglicht
die Herstellung von kubischem Bornitrid, das weniger Defekte aufweist
und eine ausgezeichnete Transparenz besitzt. Auf diese Weise läßt sich
kubisches Bornitrid mit besonders guten Eigenschaften infolge des
Zusatzes von Silicium und Bor unter Bedingungen einer relativ niedrigen
Temperatur und eines relativ niedrigen Drucks herstellen.
-
Elementares
Silicium bzw. elementares Bor lassen sich leicht handhaben und sind
leicht verfügbar.
-
Ferner
besitzen sie eine hohe Reaktivität,
so dass sie für
die gewünschten
Effekte in einer relativ kurzen Reaktionszeit sorgen.
-
Die
vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Umwandlung
von hexagonalem Bornitrid in kubisches Bornitrid
- (1)
in Gegenwart
(i) mindestens einer Verbindung, die aus Amiden,
Imiden und Carbiden von Alkalimetallen und Erdalkalimetallen ausgewählt ist,
und
(ii) von elementarem Silizium oder
- (2) in Gegenwart
(i) mindestens einer Verbindung, die aus
Amiden und Imiden von Alkalimetallen und Erdalkalimetallen ausgewählt ist,
(ii)
mindestens einer Verbindung, die aus Carbiden von Alkalimetallen
und Erdalkalimetallen ausgewählt
ist, und
(iii) von elementarem Bor oder
- (3) in Gegenwart
(i) mindestens einer Verbindung, die aus
Amiden, Imiden und Carbiden von Alkalimetallen und Erdalkalimetallen
ausgewählt
ist,
(ii) von elementarem Silicium und
(iii) elementarem
Bor
durchgeführt
wird. Gemäß diesem
erfindungsgemäßen Verfahren
kann hexagonales Bornitrid in kubisches Bornitrid mit ausgezeichneter
Zähigkeit
und ausgezeichneter Wärmebeständigkeit
sowie gut ausgebildetenidiomorphen Flächen und scharfen Kanten und
einer ausgezeichneten Schneidwirkung als Ergebnis der Lösungsmittel
(Katalysator)-Wirkung der obigen Verbindungen) umgewandelt werden.
-
Es
wird allgemein vermutet, daß das
hexagonale Bornitrid mit verschiedenen als Lösungsmittel oder Katalysator
fungierenden Additiven unter Förderung
der Umwandlung in kubisches Bornitrid reagiert. In ähnlicher
Weise wird angenommen, daß die
vorliegende Erfindung in derselben Weise funktioniert.
-
Die
erfindungsgemäß verwendete
Menge der mindestens einen aus Amiden, Imiden und Carbiden von Alkalimetallen
und Erdalkalimetallen ausgewählten
Verbindung ist eine solche, daß die
Gesamtzahl der das Additiv bildenden Metallatome 0,1–30, vorzugsweise
0,5–20
Teile, bezogen auf 100 Teile der Zahl der das hexagonale Bornitrid
bildenden Boratome (die Zahl der Moleküle des hexagonalen Bornitrids)
beträgt.
Wenn die Menge an Additiv unter 0,1 Teilen liegt, reicht die Wirkung
des Additivs nicht aus und die Herstellung von kubischem Bornitrid
wird verschlechtert. Wenn die Menge an Additiv 30 Teile übersteigt,
umfaßt
das erhaltene kubische Bornitrid Einschlüsse aus einigen Additivkomponenten,
wodurch die Schleifmittelleistungsfähigkeit verringert wird.
-
Das
Verhältnis
der mindestens einen Verbindung, die aus Carbiden von Alkalimetallen
und Erdalkalimetallen ausgewählt
ist, zu der mindestens einen Verbindung, die aus Amiden und Imiden
von Alkalimetallen und Erdalkalimetallen ausgewählt ist, liegt zweckmäßigerweise
in einem Bereich von 70:30 bis 5:95, vorzugsweise in einem Bereich
von 50:50 bis 5:95, basierend auf dem Verhältnis der die jeweiligen Verbindungen
bildenden Metallatome.
-
Wenn
das Verhältnis
der mindestens einen Verbindung, die aus Carbiden von Alkalimetallen
und Erdalkalimetallen ausgewählt
ist, zu der mindestens einen Verbindung, die aus Amiden und Imiden
von Alkalimetallen und Erdalkalimetallen ausgewählt ist, mehr als 70:30 beträgt, umfaßt das erhaltene
kubische Bornitrid schwarze Einschlüsse, wodurch die Schleifmittelleistungsfähigkeit
verringert wird. Wenn das Verhältnis
unter 5:95 liegt, ist die Lösungsmittel
(Katalysator)-Wirkung der mindestens einen aus Amiden und Imiden
von Alkalimetallen und Erdalkalimetallen ausgewählten Verbindung zu hoch, so
daß die
erhaltenen Teilchen von kubischem Bornitrid eine unregelmäßige Form
aufweisen und ihre Schleifmittelleistungfähigkeit beeinträchtigt ist.
-
Die
Menge von elementarem Silicium beträgt zweckmäßigerweise 0,01–0,8, vorzugsweise
0,025–0,3 Teile,
ausgedrückt
als die Zahl der Siliciumatome, bezogen auf 100 Teile von hexagonalem
Bornitrid, ausgedrückt
als die Zahl der Moleküle.
Wenn die Menge von elementarem Silicium 0,01 Teile unterschreitet,
reicht die Wirkung der Zugabe von elementarem Silicium nicht aus.
Wenn die Menge von elementarem Silicium 0,8 Teile übersteigt,
nimmt die Ausbeute des kubischen Bornitrids ab.
-
Die
Menge von elementarem Bor beträgt
zweckmäßigerweise
0,05–15,
vorzugsweise 0,1–5
Teile, ausgedrückt
als die Zahl der Boratome, bezogen auf 100 Teile hexagonales Bornitrid,
ausgedrückt
als die Zahl der Moleküle.
Wenn die Menge von elementarem Bor 0,05 Teile unterschreitet, reicht
die Wirkung der Zugabe des Bors nicht aus. Wenn die Menge von elementarem
Bor 15 Teile übersteigt,
nimmt die Ausbeute an kubischem Borntrid ab.
-
Ein
bevorzugter Weg der Vereinigung der oben genannten Additive mit
dem hexagonalen Bornitrid besteht darin, daß ihre Pulver miteinander gemischt
werden. Es können
jedoch auch Schichten des hexagonalen Bornitrids und der Additive
alternierend in einem Reaktionsbehälter übereinander schichtartig angeordnet
werden.
-
In
der Tat werden das hexagonale Bornitrid und die Additive entweder
getrennt oder nach Einfüllen
in den Reaktionsbehälter
zweckmäßigerweise
bei einem Druck von etwa 1–2
t/cm2 verdichtet. Dies bewirkt eine Verbesserung
der Handhabbarkeit der rohen Pulver unter gleichzeitiger Erhöhung der
Produktivität
durch Verringern des Schwindmaßes
im Reaktionsbehälter.
-
Der
obige Preßling
oder das obige Laminat kann zuvor mit feinen Teilchen von kubischem
Bornitrid als Keime vereinigt werden. Dadurch wird das Kristallwachstum
von kubischem Bornitrid beschleunigt, wobei die obigen zugesetzten
feinen Teilchen von kubischem Bornitrid als Keime wirken. Diese
Ausführungsform
fällt unter
die vorliegende Erfindung. In diesem Fall können die teilchenförmigen Keime
mit dem (den) Additiv(en) aus dem Carbid, Amid und/oder Imid gemäß der vorliegenden
Erfindung beschichtet sein.
-
Der
Reaktionsbehälter
kann ein Hochtemperaturhochdruckgenerator mit der Fähigkeit,
rohe Pulver (hexagonales Bornitrid und Additive) oder ihre Preßlinge usw.
unter Temperatur- und Druckbedingungen im Stabilitätsbereich
von kubischem Bornitrid zu halten, sein. Dieser Stabilitätsbereich
(Temperatur und Druck) wird bei P. Bundy, R.H. Wentorf, J. Chem.
Phys. 38(5), S. 1144–1149
(1963) angegeben. In den meisten Fällen sind eine Minimaltemperatur
von 1100 °C
und ein Minimaldruck von 3,8 GPa wirksam. Dies kann jedoch in Abhängigkeit
von den Typen und der Kombination der Additive (Lösungsmittel,
Katalysator) schwanken. Die Verweilzeit unterliegt keinen speziellen
Einschränkungen
und sollte lang genug sein, um die gewünschte Umwandlungsrate, die
erreicht werden soll, zu gewährleisten.
In den meisten Fällen
liegt die Verweilzeit zwischen etwa 1 s und 6 h.
-
Das
hexagonale Bornitrid wird durch Halten in dem oben genannten Stabilitätsbereich
in kubisches Bornitrid umgewandelt, wobei bei extrem hohen Temperatur-
und Druckbedingungen eine Umwandlungsrate nahe 100% erreicht werden
kann. Üblicherweise
wird jedoch ein Mischklumpen, der ein Gemisch aus hexagonalem und
kubischem Bornitrid enthält,
erhalten.
-
Der
Mischklumpen wird zerstoßen,
um das kubische Bornitrid zu isolieren. Das zur Isolierung verwendete
Verfahren kann das in der geprüften
japanischen Patentveröffentlichung
(Kokoku) Nr. 49-27757 beschriebene Verfahren sein. Dabei wird beispielsweise
der Mischklumpen auf eine Größe von 5
mm oder kleiner, vorzugsweise 1 mm oder kleiner, zerstoßen. Danach
werden Natriumhydroxid und eine kleine Menge Wasser zugesetzt und
das Gemisch auf etwa 300 °C
erwärmt,
um das hexagonale Bornitrid selektiv zu lösen. Das kubische Bornitrid
wird nach Abkühlen,
Reinigen mit Säure
und Filtrieren erhalten.
-
Die
beigefügte 1 zeigt
einen Querschnitt eines in den Beispielen zur Umwandlung von hexagonalem
Bornitrid in kubisches Bornitrid verwendeten Reaktionsbehälters.
-
Beispiele
-
Hexagonales
Bornitrid mit einer Körnigkeit
von 150 mesh oder weniger, das als Verunreinigungen 0,8 Gew.-% Sauerstoff
und 0,2 Gew.-% einer von Alkalimetallen oder Erdalkalimetallen verschiedenen
Metallverunreinigung enthält,
wurde mit den in der folgenden Tabelle angegebenen Mengen verschiedener
Additive oder elementarer Metalle versetzt. Die in der Tabelle angegebenen
Additivmengen sind der Anteil der Gesamtzahl der das zugesetzte
Additiv oder elementare Metall bildenden Metallatome, bezogen auf
100 Teile in Form der Zahl der Moleküle von hexagonalem Bornitrid.
Dieses Gemisch wurde einem Druck von 1,5 t/cm2 unterzogen,
um einen Preßling (26
mmϕ × 32
mmh) eines Durchmesssers von 26 mm und einer Höhe von 32 mm herzustellen.
Dieser wurde in dem in 1 dargestellten Reaktionsbehälter gehalten.
-
In
dem in 1 dargestellten Reaktionsbehälter besteht die Außenwand 1 des
Behälters
aus Pyrophyllit als Druckübertragungsmedium
und besitzt eine zylindrische Form. Die Innenwand des Behälters ist
mit einer Heizvorrichtung 2 versehen, die aus einem Graphitzylinder
und Pyrophyllit 8 als Trennmaterial besteht. Ferner sind
das obere und untere Ende des Behälters jeweils mit einem leitenden
Stahlring 3 und einer leitenden Stahlplatte 4 versehen,
während
die Innenflächen
des Behälters
mit einer Sinteraluminiumoxidplatte 5 und Pyrophyllit 6 als
Druckübertragungsmedium
versehen sind. Der durch dieses Pyrophyllit 6 und das als
Trennmaterial verwendete Pyrophyllit 8 umschlossene Raum
wird als Behälterkammer 7 zur
Aufnahme der Rohmaterialien für
die Reaktion verwendet.
-
Der
oben erwähnte
Preßling
wurde 10 min in diesem Reaktionsbehälter unter den in der Tabelle
angegebenen Bedingungen behandelt.
-
Das
kubische Bornitrid kann durch Zugabe von Natriumhydroxid und einer
kleinen Menge Wasser zu dem durch Zerstoßen in einem Mörser o.dgl.
auf eine Größe von 1
mm oder weniger hergestellten Prüflings, Erwärmen desselben
auf 300 °C
und anschließendes
Abkühlen,
Reinigen mit destilliertem Wasser und Salzsäure sowie Filtrieren und anschließendes Trocknen
des filtrierten Rückstands
isoliert (gereinigt) werden.
-
Das
erhaltene kubische Bornitrid wurde gemäß japanischer Industrienorm
B4130 zu einer Grobsandgrößenfraktion
120/140 gesiebt, worauf der Zähigkeitsindex
und der Wärmezähigkeitsindex
des Produkts gemessen wurden.
-
Der "Zähigkeitsindex" (toughness Index)
ist wie folgt definiert: Eine bestimmte Menge Grobsand, die durch
ein Sieb einer Maschenweite von 139 μm hindurchtritt und auf einem
sieb einer-Maschenweite von 107 μm
zurückgehalten
wird (entspricht einer Grobsandgröße 120/140) wird zusammen mit
einer Stahlkugel in eine 2-ml-Kapsel gegeben und eine bestimmte
Zeitdauer (30,0 ± 0,3
s) vermahlen und anschließend
durch ein Sieb einer Maschenweite von 90 μm gesiebt. Die auf dem Sieb
einer Maschenweite von 90 μm
zurückbleibende Grobsandmenge
wird als Gew.-%, bezogen auf die Ausgangsgrobsandmenge, ausgedrückt.
-
Der "thermische Zähigkeitsindex" (thermal toughness
Index) ist als der wie oben gemessene Zähigkeitsindex nach 1-stündigem Erwärmen der
Probe an Luft auf 1050 °C
und anschließendem
Waschen mit verdünnter
Salzsäure
sowie Trocknen definiert.
-
Je
höher der
gemessene Zähigkeitsindex
ist, umso höher
ist die Zähigkeit
des Schleifmittels. Je höher der
gemessene thermische Zähigkeitsindex
ist, desto höher
ist die Wärmebeständigkeit
des Schleifmittels.
-
Unter
Verwendung der erhaltenen kubischen Bornitride wurden Glasbindungsschleifscheiben
(vitreous bond grinding wheels) hergestellt. Die Schleifscheiben
besaßen
die folgenden Zusammensetzungen und Formen:
Grobsandgröße des kubischen
Bornitrids | Nr.
120/140 |
Konzentration | 100
(Rate der Schleifscheibe 25 Vol.-%) |
Porosität | 30
Vol.-% |
Bindungsprozentsatz | 25
Vol.-% |
Füllstoff
(weißes
Alundum WA # 200) | 30% |
Form
der Schleifscheibe | Durchmesser
205 mm und
5 mmU 76,2 H |
-
Das
kubische Bornitrid wurde mit Borosilicatglas und einem Füllstoff
vermischt, zu einer Form einer Größe von etwa 5 mm × 3 mm × 30 mm
ausgeformt und 10 h an Luft bei 1050°C gebrannt. Die gebrannten Körper wurden
an dem Rand einer Aluminiumscheibe zur Herstellung einer Schleifscheibe
gebunden.
-
Mit
den erhaltenen Schleifscheiben wurden unter Verwendung eines Oberflächenschleifmittels
unter den folgenden Bedingungen Schleiftests durchgeführt:
Schleifen
senkrecht zur naßen
Oberfläche | |
Umfangsgeschwindigkeit
der Schleifscheibe | 1500
m/min |
Tischgeschwindigkeit | 15
m/min |
Kreuzzuspeisrate | 2
mm/Durchlauf |
Tiefeneinstellung | 20 μm |
Schleifmaterial | SKH-51 |
-
Das
Schleiverhältnis
(Einsatzmaterial/Schleifscheibenabnutzung) und die hierfür verwendete
Kraft wurden gemessen und sind in der folgenden Tabelle angegeben.
-
Ein
Teil des erhaltenen umgewandelten Klumpens wurde in einem Mörser zerstoßen. Ein
Röntgenbeugungsinstrument
wurde verwendet, um die Umwandlungsrate in kubisches Bornitrid aus
dem Intensitätsverhältnis der
gebeugten Strahlen von kubischem Bornitrid (111) und hexagonalem
Bornitrid (002) mit Hilfe von CuK-α-Strahlung zur Bestimmung der
Umwandlungsrate zu bestimmen.
-