DE4423987C2 - Verfahren zur Herstellung von kubischem Bornitrid - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von kubischem Bornitrid

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von kubischem Bornitrid aus hexagonalem Bor­ nitrid.
Kubisches Bornitrid wird in bezug auf die Härte nur von Dia­ mant übertroffen, weist jedoch eine höhere chemische Stabili­ tät auf und gewinnt daher zunehmend an Bedeutung als Schleif-, Polier- und Schneidematerial. Es wurden verschie­ dene Verfahren zur Herstellung von kubischem Bornitrid vor­ geschlagen. Das bekannteste und in großem Umfang industriell eingesetzte Verfahren besteht in der Umwandlung von hexagona­ lem Bornitrid in kubisches Bornitrid unter Bedingungen von hoher Temperatur und hohem Druck, d. h. etwa 5,5 GPa und 1600°C, in Gegenwart eines Lösungsmittels (Katalysators). Be­ kannte Lösungsmittel (Katalysatoren) für dieses Verfahren sind herkömmlicherweise Nitride und Bornitride von Alkalime­ tallen und Erdalkalimetallen. Darunter wurden Lösungsmittel (Katalysatoren) vom Lithiumtyp gründlich untersucht. Lithi­ umnitrid und Lithiumbornitrid gelten als besonders wirksame Lösungsmittel (Katalysatoren); vgl. beispielsweise US-Patent 3 772 428.
Jedoch werden bei Verwendung der vorerwähnten Lösungsmittel (Katalysatoren) keine ausreichenden Ausbeuten erzielt. Infol­ gedessen sind die vorerwähnten Verfahren für eine großtechni­ sche Durchführung unbefriedigend.
Angesichts dieser Sachlage besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, ein Verfahren zur Umwandlung von hexagonalem Bornitrid in kubisches Bornitrid, das mit einer hohen Umwandlungsrate verläuft, bereitzustellen.
Zur Lösung der vorerwähnten Aufgabe wird erfindungsgemäß ein Verfahren zur Herstellung von kubischem Bornitrid bereitge­ stellt, 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 Periodensy­ stems ausgewählt sind, oder in Gegenwart von sowohl einer oder mehreren Verbindungen, die unter Amiden und Imiden von Elementen der Gruppen Ia und IIa des Periodensystems ausge­ wählt sind, als auch von einem oder mehreren Metallen, die unter Elementen der Gruppen Ia, IIa, IIIa, VIa, VIIa, VIII, IIb und IIIb des Periodensystems ausgewählt sind, behandelt, um es in kubisches Bornitrid überzuführen.
Bei dem als Ausgangsmaterial zu verwendenden hexagonalen Bor­ nitrid kann es sich um handelsübliches hexagonales Bornitrid (hBN) -Pulver handeln. Sauerstoffverunreinigungen in Form von Boroxid und dergl. verlangsamen die Umwandlung von hBN zu ku­ bischem Bornitrid (cBN), so daß Materialien mit geringem Sau­ erstoffgehalt bevorzugt werden. Hinsichtlich der Körnung gibt es keine speziellen Beschränkungen, jedoch ist im allgemeinen ein Produkt von 105 µm (150 mesh) oder weniger geeignet. Dies ist darauf zurückzuführen, daß eine zu hohe Korngröße zu einer geringeren Reaktivität mit dem Lösungsmittel (Katalysator) führen kann.
Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Umwandlung von hBN zu cBN in Gegenwart von mindestens einer Verbindung, die unter Amiden und Imiden von Elementen der Gruppen Ia und IIa ausgewählt ist, oder in Gegenwart von so­ wohl mindestens einer Verbindung, die unter Amiden und Imiden von Elementen der Gruppen Ia und IIa ausgewählt ist, und min­ destens einem oder mehreren Metallen, die unter Elementen der Gruppen Ia, IIa, IIIa, VIa, VIIa, VIII, IIb und IIIb ausge­ wählt sind, durchgeführt wird. Es wurde festgestellt, daß die Umwandlung in Gegenwart dieser Verbindungen allein oder zu­ sammen mit den Metallen im Vergleich zum Verfahren des Stands der Technik zu einer erheblichen Verbesserung der Umwand­ lungsrate führt. Es wird im allgemeinen angenommen, daß hBN mit Alkalimetallen, Erdalkalimetallen oder deren Verbindun­ gen, die als Lösungsmittel oder Katalysator dienen, unter Förderung der Umsetzung zu cBN reagiert. Ferner wird angenom­ men, daß die erfindungsgemäße Amid- oder Imidverbindung oder deren Kombination mit den vorerwähnten Metallen auf die glei­ che Weise als Lösungsmittel oder Katalysator dient.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist unter dem Perioden­ system das Langperiodensystem zu verstehen. Folgende Elemente kommen für die einzelnen Gruppen in Frage:
Ia: Li, Na, K, Rb, Cs, Fr
IIa: Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra
IIIa: Sc, Y, Lanthanoiden (Atomzahlen 57-71), Actinoiden (Atomzahlen 89-103)
VIa: Cr, Mo, W
VIIa: Mn, Tc, Re
VIII: Fe, Co, Ni, Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt
IIb: Zn, Cd, Hg
IIIb: B, Al, Ga, In, Tl
Sowohl das Amid oder Imid von Elementen der Gruppen Ia oder IIa (nachstehend einfach als "Amid oder Imid" bezeichnet) als auch das unter den Elementen der Gruppen Ia, IIa, IIIa, VIa, VIIa, VIII, IIb und IIIb ausgewählte Metall enthalten vor­ zugsweise nur geringe Sauerstoffverunreinigungen, wie es auch beim hBN-Ausgangsmaterial der Fall ist. Üblicherweise wird ein Pulver von 150 mesh (105 µm) oder weniger verwendet.
Die zu verwendende Menge des Amids oder Imids bzw. des Amids oder Imids und des Metalls ist so beschaffen, daß die Gesamt­ zahl der das Additiv bildenden Metallatome (Amid oder Imid bzw. Amid oder Imid und Metall) 2 Teile oder mehr und vor­ zugsweise 5-50 Teile auf 100 Teile der Anzahl der das hBN bildenden Boratome ausmacht. Beträgt die Menge des Additivs weniger als 2 Teile, so ist zur Erzielung einer ausreichenden Umwandlungsrate eine lange Zeitspanne erforderlich. Anderer­ seits führt eine Menge von mehr als 50 Teilen zu keiner Ver­ besserung der Umwandlungsrate und ist daher unwirtschaftlich. Somit wird keine der beiden genannten Situationen bevorzugt.
Werden eine oder mehrere Verbindungen, die unter Amiden oder Imiden der Elemente der Gruppen Ia und IIa ausgewählt sind, mit einem oder mehreren Metallen, die unter den Elementen der Gruppen Ia, IIa, IIIa, VIa, VIIa, VIII, IIb und IIIb ausge­ wählt sind, kombiniert, so kann dies in beliebigen gewünsch­ ten Mengenverhältnissen erfolgen, wobei aber das Atomverhält­ nis der Metallelemente vorzugsweise 95 : 5 bis 5 : 95 beträgt. Außerhalb dieses Bereichs wird die Wirkung der gleichzeitigen Zugabe der vorerwähnten Verbindungen und Metalle nicht in ausreichendem Maße erreicht, so daß es schwierig ist, eine ausreichend hohe Umwandlungsrate zu erzielen.
Wird außerdem ein Amid oder Imid in Kombination mit einem Me­ tall verwendet, ist es möglich, cBN in einer im Vergleich zur alleinigen Verwendung eines Amids oder Imids höheren Umwand­ lungsrate selbst bei niedrigeren Temperaturen und Drücken zu erhalten.
Eine bevorzugte Ausführungsform zur Kombination der vorer­ wähnten Additive mit dem hexagonalen Bornitrid besteht darin, ihre Pulver miteinander zu vermischen. Jedoch können auch Schichten von hexagonalem Bornitrid und der Additive abwech­ selnd schichtförmig in einem Reaktionsbehälter angeordnet werden.
Tatsächlich werden das hBN und das Amid oder Imid bzw. das Amid oder Imid und ein Metall vorzugsweise bei einem Druck von etwa 1-2 t/cm² verdichtet, entweder getrennt oder nach Einfüllen in den Reaktionsbehälter. Dies bewirkt eine Verbes­ serung der Handhabbarkeit der rohen Pulver unter Erhöhung der Produktivität durch eine Verringerung des Schrumpfungsanteils im Reaktionsbehälter.
Beim Reaktionsbehälter kann es sich um einen Hochtemperatur- Hochdruck-Generator handeln, der dazu befähigt ist, rohe Pul­ ver (hBN und Additive) oder deren Verdichtungsprodukte und dergl. unter Temperatur- und Druckbedingungen im Bereich der Stabilität von cBN zu halten. Dieser Stabilitätsbereich (Temperatur und Druck) wird von P. Bundy und R. H. Wentorf in J. Chem. Phys., Bd. 38 (5) (1963), S. 1144-1149 angegeben. In den meisten Fällen sind eine minimale Temperatur von 1100°C und ein minimaler Druck von 3,8 GPa wirksam. Jedoch können diese Bedingungen von den Typen und der Kombination der Addi­ tive (Lösungsmittel, Katalysator) abhängen. Die Umwandlung zu cBN ist auch bei Werten unter 1100°C und 3,8 GPa möglich. Die Retentionszeit unterliegt keinen speziellen Beschränkungen und soll ausreichend sein, um die gewünschte Umwandlungsrate zu erreichen. In den meisten Fällen liegt sie im Bereich von etwa 1 Sekunde bis 6 Stunden.
Das hBN wird in cBN umgewandelt, indem man es im vorerwähnten Stabilitätsbereich hält. Wenn die Temperatur- und Druckbe­ dingungen extrem hoch sind, läßt sich eine nahezu 100-%ige Umwandlungsrate erreichen. Im allgemeinen werden jedoch grobstückige Verbundprodukte, die aus einem Gemisch aus hBN und cBN bestehen, erhalten.
Die grobstückigen Verbundprodukte werden zur Isolierung von cBN zerkleinert. Zur Isolierung kann das in JP-A-49-27757 be­ schriebene Verfahren herangezogen werden, wo beispielsweise ein grobstückiges Verbundprodukt auf eine Größe von 5 mm oder weniger und vorzugsweise 1 mm oder weniger zerkleinert wird. Nach Zugabe von Natriumhydroxid und einer geringen Wasser­ menge wird auf etwa 300°C erwärmt, um selektiv das hBN zu lö­ sen. Nach Abkühlen, Säurereinigung und Filtration erhält man das cBN. Ferner kann im Fall eines Restanteils von einem Me­ tall, das als Additiv verwendet worden ist, zu dessen Entfer­ nung Salzsäure, Salpetersäure oder dergl. verwendet werden.
Fig. 1, zeigt eine Schnittansicht eines in den Beispielen zur Umwandlung von hBN zu cBN verwendeten Reaktionsbehälters.
Beispiele Beispiel 1
Lithiumamid wurde zu hexagonalem Bornitrid mit einer Körnung von 105 µm (150 mesh) oder weniger, das als Verunreinigungen 0,8 Gew.-% Sauerstoff und 0,2 Gew.-% von Alkalimetallen oder Erdalkalimetallen abweichende Metallverunreinigungen ent­ hielt, in einem Atomverhältnis von 20 Teilen Lithium auf 100 Teile Boratome in der Verbindung gegeben. Dieses Gemisch wurde einem Druck von 1,5 t/cm² unter Bildung eines Preßlings von 26 mm ⌀ × 32 mm Höhe unterworfen. Der Preßling wurde in den in Fig. 1 gezeigten Reaktionsbehälter gegeben.
In dem in Fig. 1 gezeigten Reaktionsbehälter besteht die zy­ lindrische Außenwand aus Pyrophyllit als Drucküberträger, während die Innenwand eine aus einem Graphitzylinder beste­ hende Heizvorrichtung 2 und Pyrophyllit 8 als Trennmaterial aufweist. Ferner sind die oberen und unteren Enden des Behäl­ ters jeweils mit einem leitenden Stahlring 3 und einer lei­ tenden Stahlplatte 4 versehen, wobei deren Innenseiten mit einer gesinterten Aluminiumplatte 5 und Pyrophyllit 6 als Drucküberträger versehen sind. Der vom Pyrophyllit 6 und vom Pyrophyllit 8 als Trennmaterial umgebene Raum wird als Halte­ kammer 7 für die der Umsetzung zu unterziehenden Rohmateria­ lien verwendet.
Der vorerwähnte Preßling wird 10 Minuten in diesem Reaktions­ behälter unter Bedingungen von 4,5 GPa und 1400°C behandelt.
Die Probe wird in einem Mörser zerkleinert. Durch ein Pulver- Röntgenbeugungsgerät wird die Umwandlungsrate zu kubischem Bornitrid aus dem Intensitätsverhältnis der gebeugten Strah­ len (CuK α-Strahlen) des kubischen Bornitrids (111) und des hexagonalen Bornitrids (002) bestimmt. Es wird eine Umwand­ lungsrate von 84% festgestellt.
Das kubische Bornitrid kann isoliert (gereinigt) werden, in­ dem man Natriumhydroxid und eine geringe Wassermenge zu der in einem Mörser oder dergl. auf eine Korngröße von etwa 1 mm oder weniger zerkleinerten Probe gibt, die Probe auf 300°C erwärmt, anschließend abkühlt, mit destilliertem Wasser und Salzsäure wäscht, filtriert und sodann den Filterrückstand trocknet.
Beispiel 2
Magnesiumamid wird zu hexagonalem Bornitrid in einem Atomver­ hältnis von 20 Teilen Magnesiumatomen zu 100 Teilen Boratomen in der Verbindung gegeben, um auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 kubisches Bornitrid herzustellen. Die Umwandlungs­ rate zu kubischem Bornitrid beträgt 88%.
Beispiel 3
Calciumamid wird zu hexagonalem Bornitrid in einem Atomver­ hältnis von 20 Teilen Calciumatomen zu 100 Teilen Boratomen in der Verbindung gegeben, um kubisches Bornitrid auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 herzustellen. Die Umwand­ lungsrate zu kubischem Bornitrid beträgt 82%.
Beispiel 4
Lithiumamid wird zu hexagonalem Bornitrid in einem Atomver­ hältnis von 20 Teilen Lithiumatomen auf 100 Teile Boratome in der Verbindung gegeben, um kubisches Bornitrid auf die glei­ che Weise wie in Beispiel 1 herzustellen. Die Umwandlungsrate zu kubischem Bornitrid beträgt 83%.
Beispiel 5
Magnesiumimid wird zu hexagonalem Bornitrid in einem Atomver­ hältnis von 20 Teilen Magnesiumatomen auf 100 Teile Boratome in der Verbindung gegeben, um kubisches Bornitrid auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 herzustellen. Die Umwand­ lungsrate zu kubischem Bornitrid beträgt 85%.
Beispiel 6
Calciumimid wird zu hexagonalem Bornitrid in einem Atomver­ hältnis von 20 Teilen Calciumatomen auf 100 Teile Boratome in der Verbindung gegeben, um kubisches Bornitrid auf die glei­ che Weise wie in Beispiel 1 herzustellen. Die Umwandlungsrate zu kubischem Bornitrid beträgt 85%.
Beispiel 7
Lithiumamid und Magnesiumamid werden zu hexagonalem Bornitrid in einem Atomverhältnis von 10 Teilen Lithium- und Magne­ siumatomen auf 100 Teile Boratome in der Verbindung gegeben, um kubisches Bornitrid auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 herzustellen. Die Umwandlungsrate zu kubischem Bornitrid beträgt 93%.
Vergleichsbeispiel 1
Lithiumnitrid wird zu hexagonalem Bornitrid in einem Atomver­ hältnis von 20 Teilen Lithiumatomen auf 100 Teile Boratome in der Verbindung gegeben, um kubisches Bornitrid auf die glei­ che Weise wie in Beispiel 1 herzustellen. Die Umwandlungsrate zu kubischem Bornitrid beträgt 7%.
Vergleichsbeispiel 2
Lithiumbornitrid wird zu hexagonalem Bornitrid in einem Atom­ verhältnis von 20 Teilen Lithiumatomen auf 100 Teile Boratome in der Verbindung gegeben, um kubisches Bornitrid auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 herzustellen. Die Umwand­ lungsrate zu kubischem Bornitrid beträgt 14%.
Vergleichsbeispiel 3
Magnesium wird zu hexagonalem Bornitrid in einem Atomverhält­ nis von 20 Teilen auf 100 Teile Boratome in der Verbindung gegeben, um kubisches Bornitrid auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 herzustellen. Die Umwandlungsrate zu kubischem Bornitrid beträgt 54%.
Beispiel 8
Hexagonales Bornitrid, das als Verunreinigungen 0,8 Gew.-% Sauerstoff und 0,2 Gew.-% Metalle enthält, wird mit gewogenen Anteilen an Lithiumamid in einem Atomverhältnis von 10 Teilen Lithium und mit Magnesium in einem Atomverhältnis von 10 Tei­ len auf 100 Teile der Boratome in der Verbindung gegeben. Das Gemisch wird unter einem Druck von 1,5 t/cm² zu einem Preß­ ling von 26 mm ⌀ × 32 mm Höhe verarbeitet. Der Preßling wird wie in Beispiel 1 in den in Fig. 1 gezeigten Reaktionsbehäl­ ter gegeben.
Der Preßling wird 10 Minuten in diesem Reaktionsbehälter unt­ er 4,0 GPa und 1200°C behandelt.
Die Probe wird in einem Mörser zerkleinert. Durch ein Pulver- Röntgenbeugungsgerät wird die Umwandlungsrate zu kubischem Bornitrid aus dem Intensitätsverhältnis der gebeugten Strah­ len (CuK α-Strahlen) des kubischen Bornitrids (111) und des hexagonalen Bornitrids (002) bestimmt. Die Umwandlungsrate beträgt 96%.
Beispiel 9
Hexagonales Bornitrid wird mit gewogenen Anteilen an Li­ thiumamid in einem Atomverhältnis von 10 Teilen Lithium sowie mit metallischem Lithium in einem Atomverhältnis von 10 Tei­ len auf 100 Teile der Boratome in der Verbindung vermischt. Das Produkt wird zur Herstellung von kubischem Bornitrid ge­ mäß Beispiel 8 verwendet. Die Umwandlungsrate zu kubischem Bornitrid beträgt 73%.
Beispiel 10
Hexagonales Bornitrid wird mit gewogenen Anteilen an Li­ thiumamid in einem Atomverhältnis von 10 Teilen Lithium und Chrom in einem Atomverhältnis von 10 Teilen auf 100 Teile der Boratome in der Verbindung vermischt. Das Gemisch wird zur Herstellung von kubischem Bornitrid gemäß Beispiel 8 verwen­ det. Die Umwandlungsrate zu kubischem Bornitrid beträgt 80%.
Beispiel 11
Hexagonales Bornitrid wird mit gewogenen Anteilen an Li­ thiumamid in einem Atomverhältnis von 10 Teilen Lithium und mit Mangan in einem Atomverhältnis von 10 Teilen auf 100 Teile der Boratome in der Verbindung vermischt. Dieses Ge­ misch wird zur Herstellung von kubischem Bornitrid gemäß Bei­ spiel 8 verwendet. Die Umwandlungsrate zu kubischem Bornitrid beträgt 81%.
Beispiel 12
Hexagonales Bornitrid wird mit gewogenen Anteilen an Li­ thiumamid in einem Atomverhältnis von 10 Teilen Lithium sowie mit Eisen in einem Atomverhältnis von 10 Teilen auf 100 Teile der Boratome in der Verbindung vermischt. Das Gemisch wird zur Herstellung von kubischem Bornitrid gemäß Beispiel 8 ver­ wendet. Die Umwandlungsrate zu kubischem Bornitrid beträgt 79%.
Beispiel 13
Hexagonales Bornitrid wird mit gewogenen Anteilen an Li­ thiumamid in einem Atomverhältnis von 10 Teilen Lithium sowie mit Kobalt in einem Atomverhältnis von 10 Teilen auf 100 Teile der Boratome in der Verbindung vermischt. Dieses Ge­ misch wird zur Herstellung von kubischem Bornitrid gemäß Bei­ spiel 8 verwendet. Die Umwandlungsrate zu kubischem Bornitrid beträgt 80%.
Beispiel 14
Hexagonales Bornitrid wird mit gewogenen Anteilen an Li­ thiumamid in einem Atomverhältnis von 10 Teilen Lithium sowie mit Nickel in einem Atomverhältnis von 10 Teilen auf 100 Teile der Boratome in der Verbindung vermischt. Dieses Ge­ misch wird zur Herstellung von kubischem Bornitrid gemäß Bei­ spiel 8 verwendet. Die Umwandlungsrate zu kubischem Bornitrid beträgt 88%.
Beispiel 15
Hexagonales Bornitrid wird mit gewogenen Anteilen an Li­ thiumamid in einem Atomverhältnis von 10 Teilen Lithium sowie mit Zink in einem Atomverhältnis von 10 Teilen auf 100 Teile der Boratome in der Verbindung vermischt. Dieses Gemisch wird zur Herstellung von kubischem Bornitrid gemäß Beispiel 8 ver­ wendet. Die Umwandlungsrate zu kubischem Bornitrid beträgt 85%.
Beispiel 16
Hexagonales Bornitrid wird mit gewogenen Anteilen an Li­ thiumamid in einem Atomverhältnis von 10 Teilen Lithium sowie mit Aluminium in einem Atomverhältnis von 10 Teilen auf 100 Teile der Boratome in der Verbindung vermischt. Dieses Ge­ misch wird zur Herstellung von kubischem Bornitrid gemäß Bei­ spiel 8 verwendet. Die Umwandlungsrate zu kubischem Bornitrid beträgt 72%.
Beispiel 17
Hexagonales Bornitrid wird mit gewogenen Anteilen an Li­ thiumamid in einem Atomverhältnis von 10 Teilen Lithium sowie mit Lanthan in einem Atomverhältnis von 10 Teilen auf 100 Teile der Boratome in der Verbindung vermischt. Dieses Ge­ misch wird zur Herstellung von kubischem Bornitrid gemäß Bei­ spiel 8 verwendet. Die Umwandlungsrate zu kubischem Bornitrid beträgt 76%.
Beispiel 18
Hexagonales Bornitrid wird mit gewogenen Anteilen an Li­ thiumamid in einem Atomverhältnis von 10 Teilen Lithium sowie mit Cer in einem Atomverhältnis von 10 Teilen auf 100 Teile der Boratome in der Verbindung vermischt. Dieses Gemisch wird zur Herstellung von kubischem Bornitrid gemäß Beispiel 8 ver­ wendet. Die Umwandlungsrate zu kubischem Bornitrid beträgt 77%.
Beispiel 19
Hexagonales Bornitrid wird mit gewogenen Anteilen an Li­ thiumamid in einem Atomverhältnis von 10 Teilen Lithium sowie mit Praseodym in einem Atomverhältnis von 10 Teilen auf 100 Teile der Boratome in der Verbindung vermischt. Dieses Ge­ misch wird zur Herstellung von kubischem Bornitrid gemäß Bei­ spiel 8 verwendet. Die Umwandlungsrate zu kubischem Bornitrid beträgt 78%.
Beispiel 20
Hexagonales Bornitrid wird mit gewogenen Anteilen an Li­ thiumamid in einem Atomverhältnis von 10 Teilen Lithium sowie mit Neodym in einem Atomverhältnis von 10 Teilen auf 100 Teile der Boratome in der Verbindung vermischt. Dieses Ge­ misch wird zur Herstellung von kubischem Bornitrid gemäß Bei­ spiel 8 verwendet. Die Umwandlungsrate zu kubischem Bornitrid beträgt 77%.
Beispiel 21
Hexagonales Bornitrid wird mit gewogenen Anteilen an Li­ thiumamid in einem Atomverhältnis von 10 Teilen Lithium sowie mit Samarium in einem Atomverhältnis von 10 Teilen auf 100 Teile der Boratome in der Verbindung vermischt. Dieses Ge­ misch wird zur Herstellung von kubischem Bornitrid gemäß Bei­ spiel 8 verwendet. Die Umwandlungsrate zu kubischem Bornitrid beträgt 76%.
Beispiel 22
Hexagonales Bornitrid wird mit gewogenen Anteilen an Li­ thiumamid in einem Atomverhältnis von 10 Teilen Lithium sowie mit Gadolinium in einem Atomverhältnis von 10 Teilen auf 100 Teile der Boratome in der Verbindung vermischt. Dieses Ge­ misch wird zur Herstellung von kubischem Bornitrid gemäß Bei­ spiel 8 verwendet. Die Umwandlungsrate zu kubischem Bornitrid beträgt 76%.
Beispiel 23
Hexagonales Bornitrid wird mit gewogenen Anteilen an Li­ thiumamid in einem Atomverhältnis von 10 Teilen Lithium, mit Magnesium in einem Atomverhältnis von 10 Teilen und mit Nickel in einem Atomverhältnis von 5 Teilen auf 100 Teile Boratome in der Verbindung vermischt. Dieses Gemisch wird zur Herstellung von kubischem Bornitrid gemäß Beispiel 8 verwen­ det. Die Umwandlungsrate zu kubischem Bornitrid beträgt 95%.
Beispiel 24
Hexagonales Bornitrid wird mit gewogenen Anteilen an Li­ thiumamid in einem Atomverhältnis von 10 Teilen Lithium, mit Magnesiumamid in einem Atomverhältnis von 10 Teilen Magnesium sowie mit Mangan in einem Atomverhältnis von 5 Teilen auf 100 Teile der Boratome in der Verbindung vermischt. Das Gemisch wird zur Herstellung von kubischem Bornitrid gemäß Beispiel 8 verwendet. Die Umwandlungsrate zu kubischem Bornitrid beträgt 86%.
Beispiel 25
Hexagonales Bornitrid wird mit gewogenen Anteilen an Li­ thiumimid in einem Atomverhältnis von 10 Teilen Lithium sowie mit Magnesium in einem Atomverhältnis von 10 Teilen auf 100 Teile der Boratome in der Verbindung vermischt. Das Gemisch wird zur Herstellung von kubischem Bornitrid gemäß Beispiel 8 verwendet. Die Umwandlungsrate zu kubischem Bornitrid beträgt 74%.
Vergleichsbeispiel 4
Hexagonales Bornitrid wird mit gewogenen Anteilen an Lithium­ nitrid in einem Atomverhältnis von 10 Teilen Lithium auf 100 Teile Boratome in der Verbindung vermischt. Das Gemisch wird zur Herstellung von kubischem Bornitrid gemäß Beispiel 8 ver­ wendet. Die Umwandlungsrate zu kubischem Bornitrid beträgt 0%.
Vergleichsbeispiel 5
Hexagonales Bornitrid wird mit gewogenen Anteilen an Lithium­ bornitrid in einem Atomverhältnis von 10 Teilen Lithium auf 100 Teile Boratome in der Verbindung vermischt. Das Gemisch wird zur Herstellung von kubischem Bornitrid gemäß Beispiel 8 verwendet. Die Umwandlungsrate zu kubischem Bornitrid beträgt 0%.
Vergleichsbeispiel 6
Hexagonales Bornitrid wird mit gewogenen Anteilen an Magne­ sium in einem Atomverhältnis von 10 Teilen auf 100 Teile Boratome in der Verbindung vermischt. Das Gemisch wird zur Herstellung von kubischem Bornitrid gemäß Beispiel 8 verwen­ det. Die Umwandlungsrate zu kubischem Bornitrid beträgt 0%.
Erfindungsgemäß ist es möglich, die Umwandlungsrate bei Ver­ fahren zur Herstellung von kubischem Bornitrid unter Verwen­ dung von hexagonalem Bornitrid als Ausgangsmaterial erheblich zu verbessern.

Claims (10)

1. Verfahren zur Herstellung von kubischem Bornitrid, da­ durch gekennzeichnet, daß man hexagonales Bornitrid unter Temperatur- und Druckbedingungen innerhalb des Stabilitätsbe­ reichs von kubischem Bornitrid in Gegenwart von einer oder mehreren Verbindungen, die unter Amiden und Imiden von Ele­ menten der Gruppen Ia und IIa des Periodensystems ausgewählt sind, behandelt, um es in kubisches Bornitrid überzuführen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das oder die Amide und Imide in einer solchen Menge ver­ wendet, daß die Gesamtzahl der die Verbindung bildenden Me­ tallatome 2 Teile oder mehr auf 100 Teile der Gesamtzahl der Boratome des hexagonalen Bornitrids beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man das oder die Amide und Imide von Metallen in einer sol­ chen Menge verwendet, daß die Gesamtzahl der Metallatome der Verbindungen 5 bis 50 Teile auf 100 Teile der Gesamtzahl der Boratome des hexagonalen Bornitrids beträgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stabilitätsbereich von kubischem Bornitrid eine Temperatur von 1100°C oder darüber und einen Druck von 3, 8 GPa oder darüber umfaßt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das umgewandelte kubische Bornitrid zerkleinert wird, anschließend mit Natriumhydroxid und Wasser versetzt wird und sodann erwärmt wird, um selektiv hexagonales Bornitrid in Lösung zu bringen, wonach sich eine Abkühlung, Säurereinigung und Filtration anschließt, um das kubische Bornitrid zu isolieren.
6. Verfahren zur Herstellung von kubischem Bornitrid, da­ durch gekennzeichnet, daß man hexagonales Bornitrid unter Temperatur- und Druckbedingungen im Stabilitätsbereich von kubischem Bornitrid in Gegenwart von sowohl einer oder mehre­ ren Verbindungen, die unter Amiden und Imiden von Elementen der Gruppen Ia und IIa des Periodensystems ausgewählt sind, als auch von einem oder mehreren Metallen, die unter Elemen­ ten der Gruppen Ia, IIa, IIIa, VIa, VIIa, VIII, IIb und IIIb des Periodensystems ausgewählt sind, behandelt, um es in ku­ bisches Bornitrid überzuführen.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man das oder die Amide und Imide von Elementen der Gruppen Ia und IIa und das oder die Metalle der Gruppen Ia, IIa, IIIa, VIa, VIIa, VIII, IIb und IIIb in solchen Mengen verwendet, daß die Gesamtzahl der Metallatome der Verbindungen und der letztgenannten Metalle 2 Teile oder mehr auf 100 Teile der Anzahl der Boratome des hexagonalen Bornitrids ausmacht.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man das oder die Amide und Imide von Elementen der Gruppen Ia und IIa und das oder die Metalle der Gruppen Ia, IIa, IIIa, VIa, VIIa, VIII, IIb und IIIb in solchen Mengen verwendet, daß die Gesamtzahl der Metallatome der Verbindungen und der letztgenannten Metalle 5 bis 50 Teile oder mehr auf 100 Teile der Anzahl der Boratome des hexagonalen Bornitrids ausmacht.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Stabilitätsbereich des kubischen Bornitrids eine Temperatur von 1100°C oder darüber und einen Druck von 3, 8 GPa oder darüber umfaßt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das umgewandelte kubische Bornitrid zerkleinert wird, anschließend mit Natriumhydroxid und Wasser versetzt wird und sodann erwärmt wird, um selektiv hexagonales Bornitrid zu lösen, wonach eine Abkühlung, Säurereinigung und Filtration durchgeführt werden, um das kubische Bornitrid zu isolieren.
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