EA006011B1 - Process for synthesis of superhard materials - Google Patents

Process for synthesis of superhard materials Download PDF

Info

Publication number
EA006011B1
EA006011B1 EA200200576A EA200200576A EA006011B1 EA 006011 B1 EA006011 B1 EA 006011B1 EA 200200576 A EA200200576 A EA 200200576A EA 200200576 A EA200200576 A EA 200200576A EA 006011 B1 EA006011 B1 EA 006011B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
boron nitride
ultrafine
carried out
graphite
powder
Prior art date
Application number
EA200200576A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
EA200200576A1 (en
Inventor
Игорь Михайлович Старченко
Original Assignee
Игорь Михайлович Старченко
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Игорь Михайлович Старченко filed Critical Игорь Михайлович Старченко
Priority to EA200200576A priority Critical patent/EA006011B1/en
Priority to PCT/EA2003/000002 priority patent/WO2003086971A1/en
Priority to AU2003236208A priority patent/AU2003236208A1/en
Priority to UA2003043504A priority patent/UA76963C2/en
Publication of EA200200576A1 publication Critical patent/EA200200576A1/en
Publication of EA006011B1 publication Critical patent/EA006011B1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B21/00Nitrogen; Compounds thereof
    • C01B21/06Binary compounds of nitrogen with metals, with silicon, or with boron, or with carbon, i.e. nitrides; Compounds of nitrogen with more than one metal, silicon or boron
    • C01B21/064Binary compounds of nitrogen with metals, with silicon, or with boron, or with carbon, i.e. nitrides; Compounds of nitrogen with more than one metal, silicon or boron with boron
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J3/00Processes of utilising sub-atmospheric or super-atmospheric pressure to effect chemical or physical change of matter; Apparatus therefor
    • B01J3/06Processes using ultra-high pressure, e.g. for the formation of diamonds; Apparatus therefor, e.g. moulds or dies
    • B01J3/062Processes using ultra-high pressure, e.g. for the formation of diamonds; Apparatus therefor, e.g. moulds or dies characterised by the composition of the materials to be processed
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24DTOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D18/00Manufacture of grinding tools or other grinding devices, e.g. wheels, not otherwise provided for
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24DTOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D3/00Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
    • B24D3/02Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent
    • B24D3/04Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially inorganic
    • B24D3/14Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially inorganic ceramic, i.e. vitrified bondings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/25Diamond
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/25Diamond
    • C01B32/26Preparation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2203/00Processes utilising sub- or super atmospheric pressure
    • B01J2203/06High pressure synthesis
    • B01J2203/0605Composition of the material to be processed
    • B01J2203/062Diamond
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2203/00Processes utilising sub- or super atmospheric pressure
    • B01J2203/06High pressure synthesis
    • B01J2203/065Composition of the material produced
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2203/00Processes utilising sub- or super atmospheric pressure
    • B01J2203/06High pressure synthesis
    • B01J2203/065Composition of the material produced
    • B01J2203/0655Diamond
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2203/00Processes utilising sub- or super atmospheric pressure
    • B01J2203/06High pressure synthesis
    • B01J2203/065Composition of the material produced
    • B01J2203/066Boronitrides
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2203/00Processes utilising sub- or super atmospheric pressure
    • B01J2203/06High pressure synthesis
    • B01J2203/0675Structural or physico-chemical features of the materials processed
    • B01J2203/0685Crystal sintering

Abstract

The present invention relates generally to methods for the synthesis of superhard materials (SHM) including to diamond synthesis, cubic boron nitride, polycrystalline and composite materials based thereon, making powders and tools comprising such materials and usable, in particular, for making abrasive and cutting tools. The task of the present invention is to work out such a method of making superhard materials which can provide high output SHM at lowered temperatures and comparatively low pressure without using any catalysts. The method is characterized in that superdispersed powder of cubic structure material is used as crystalline-forming additions. Superdispersed diamond powder is used as a superdispersed powder of cubic structure material in one of alternatives. According to the invention SHM (diamond and/or BN) synthesis is carried out at extremely low temperatures (by 800-1000 degree C lower than at catalytic synthesis) and relatively low pressure. Yet the SHM output is increased to 96-100%with no foreign admixtures which permits to make tools of the required structure and features. High-cost materials and power are saved considerably.

Description

Изобретение относится к технике получения сверхтвердых материалов (СТМ), а именно, к синтезу алмазов, кубического нитрида бора, поликристаллических и композиционных материалов на их основе, производству порошков и инструментов, содержащих такие материалы, и применяющихся, в частности, для изготовления абразивного и режущего инструмента.The invention relates to a technique for producing superhard materials (STM), namely, the synthesis of diamonds, cubic boron nitride, polycrystalline and composite materials based on them, the production of powders and tools containing such materials, and are used, in particular, for the manufacture of abrasive and cutting tool.

Предшествующий уровень техникиPrior art

В настоящее время к сверхтвердым материалам относят алмаз, кубический нитрид бора, фуллерены, а также их порошки, поликристаллические и композиционные материалы на их основе.Currently, superhard materials include diamond, cubic boron nitride, fullerenes, as well as their powders, polycrystalline and composite materials based on them.

В промышленности применяются различные методы получения искусственных алмазов из графита в условиях высоких давлений и температуры. Известны также и аналогичные методы получения кубического нитрида бора из гексагонального нитрида бора.In industry, various methods are used to produce artificial diamonds from graphite under conditions of high pressures and temperatures. Similar methods are also known to obtain cubic boron nitride from hexagonal boron nitride.

Известны способы получения искусственных алмазов путем воздействия высокого давления и температуры на шихту, содержащую графит, как основной компонент, в смеси с катализатором, в течение заданного времени (см. Верещагин Л.Ф.- Избранные труды. Синтетические алмазы и гидроэкструзия. М.: Наука. 1982. - С. 43-47, 78-86). Для повышения степени превращения графита в алмаз в катализатор вводят легирующие добавки, увеличивают давление и время синтеза. Однако введение легирующих добавок усложняет технологический процесс, поэтому, как правило, для создания экономичных процессов используют один вид катализатора. Изменение времени синтеза в широком диапазоне ограничивается термостойкостью материала теплоизоляционного контейнера и стойкостью аппаратов высокого давления из твердого сплава. Длительное время синтеза также увеличивает энергозатраты и, соответственно, стоимость СТМ. Повышение давления с целью увеличения степени перехода графита в алмаз для камеры одного объема приводит к уменьшению числа ее циклов работы, что экономически не выгодно. Использование же камер высокого давления 7-10 ГПа другой конструкции при одном и том же прессовом оборудовании сопряжено с уменьшением объема камеры, что приводит к повышенному расходу твердого сплава, используемого для изготовления камер высокого давления.Known methods for producing artificial diamonds by exposure to high pressure and temperature on the mixture containing graphite, as the main component, in a mixture with a catalyst, for a specified time (see Vereshchagin LF- Selected works. Synthetic diamonds and hydroextrusion. M .: Science. 1982. - S. 43-47, 78-86). To increase the degree of conversion of graphite into diamond, doping additives are introduced into the catalyst, increasing the pressure and synthesis time. However, the introduction of alloying additives complicates the process, therefore, as a rule, one type of catalyst is used to create cost-effective processes. The change of synthesis time in a wide range is limited by the heat resistance of the material of the heat-insulating container and the durability of high-pressure apparatus made of hard alloy. A long synthesis time also increases energy consumption and, accordingly, the cost of STM. Increasing the pressure in order to increase the degree of transition of graphite to diamond for a chamber of one volume leads to a decrease in the number of its working cycles, which is not economically profitable. The use of high-pressure chambers of 7-10 GPa of a different design with the same pressing equipment is associated with a decrease in chamber volume, which leads to an increased consumption of cemented carbide used to manufacture high-pressure chambers.

Аналогичные проблемы возникают и при синтезе других сверхтвердых материалов, например, кубического нитрида бора, который во многих случаях представляет больший интерес из-за его большей, чем у алмаза термостойкости при близкой к алмазу твердости и технологической совместимости с железом и его сплавами.Similar problems arise in the synthesis of other superhard materials, for example, cubic boron nitride, which in many cases is of greater interest because of its greater heat resistance than diamond with near-diamond hardness and technological compatibility with iron and its alloys.

Известен способ получения искусственных алмазов, включающий импульсное воздействие на образец графита и металла давлением и нагревом путем пропускания импульса электрического тока по образцу, содержащему металл из группы: медь, алюминий, никель, железо с включением мелкодисперсных частиц графита, средний размер которых 5-150 мкм, при следующем соотношении компонентов об.%: графит - 5-55, металл указанной группы - 45-95 (см. патент РФ №1820890, МПК С 01 В 31/06. опубликован 07.06.93).A method of obtaining artificial diamonds, including pulsed impact on a sample of graphite and metal by pressure and heating by passing a pulse of electric current on a sample containing a metal from the group: copper, aluminum, nickel, iron with the inclusion of fine particles of graphite, the average size of which is 5-150 microns , in the following ratio of components, vol.%: graphite - 5-55, the metal of the specified group - 45-95 (see RF Patent No. 1820890, IPC C 01 B 31/06. published on 07.06.93).

Известный способ позволяет упростить технологию получения алмазов, однако, для известного способа характерен невысокий выход алмазов, необходимость использования катализаторов и, следовательно, дополнительных технологических процессов их изготовления и химического удаления после синтеза. Синтезируемые частицы имеют широкий разброс значений по размерам. Кроме того, этот способ также остается чрезвычайно энергоемким.The known method allows to simplify the technology of obtaining diamonds, however, for a known method is characterized by a low yield of diamonds, the need to use catalysts and, therefore, additional technological processes of their manufacture and chemical removal after synthesis. The synthesized particles have a wide variation in size. In addition, this method also remains extremely energy-intensive.

Известен способ получения алмазов, включающий воздействие на углеродсодержащий материал высоким давлением при нагреве в области стабильности алмаза. В качестве углеродсодержащего материала используют альфа-карбин в аморфной форме. Альфа-карбин может содержать углерод в количестве 99,0-99,9 мас.%, а нагрев ведут до температуры 1400-1700°С (см. авт. св. СССР № 1533221, МПК С 01В 31/06, опублик. 23.02.93).A method of producing diamonds is known, which includes exposing the carbon-containing material to high pressure when heated in the region of diamond stability. Alpha-carbin in amorphous form is used as a carbon-containing material. Alpha-carbin may contain carbon in the amount of 99.0-99.9 wt.%, And heating is carried out to a temperature of 1400-1700 ° C (see auth. St. USSR No. 1533221, IPC C 01B 31/06, published 23.02 .93).

Известный способ позволяет ускорить процесс и несколько повысить выход алмазов, однако процент выхода все же оказывается недостаточно высоким. Этот способ также остается энергоемким.The known method allows you to speed up the process and slightly increase the yield of diamonds, but the percentage of output is still not high enough. This method also remains energy-intensive.

Известен способ получения поликристаллического алмаза, включающий нагревание углеродсодержащего материала, отделенного от катализатора разделяющим слоем, под давлением с последующей выдержкой при температуре и давлении синтеза. Нагревание материала осуществляют со скоростью 1500-2000 град/с при изменении давления со скоростью 3-4 ГПа. Выдержку проводят 0,5-5,0 с, при этом в качестве разделяющего слоя используют материал твердостью 0,45-5,0 ГН/м и дисперсностью 1-10 мкм. Выдержку при синтезе ведут при 1800-2100 К и давлении 7-8 ГПа (см. ав. св. СССР № 1340030. МПК С 01В 31/06, опублик. 15.06.96).A method of obtaining polycrystalline diamond, comprising heating the carbon-containing material, separated from the catalyst by a separating layer, under pressure, followed by exposure to the temperature and pressure of synthesis. The material is heated with a speed of 1500-2000 degrees / s with a change in pressure with a speed of 3-4 GPa. The shutter speed is carried out for 0.5-5.0 s, while the material with a hardness of 0.45-5.0 GN / m and a dispersion of 1-10 microns is used as a separating layer. Exposure in the synthesis is carried out at 1800-2100 K and a pressure of 7-8 GPa (see av. St. USSR № 1340030. IPC C 01B 31/06, published. 06/15/96).

Известный способ требует применения довольно высоких температур и давлений и не обеспечивает получение алмазов большого размера. В этом способе также используются катализаторы синтеза и размеры синтезированных частиц имеют широкий разброс значений.The known method requires the use of quite high temperatures and pressures and does not provide for the production of large-sized diamonds. This method also uses synthesis catalysts and the sizes of the synthesized particles have a wide range of values.

Известен способ получения алмаза, включающий сжатие углеродсодержащего материала до достаточной величины и его нагрев с последующей выдержкой при температуре и давлении синтеза. В качестве углеродсодержащего материала используют фуллерен различного молекулярного веса (от С37 до С84). В глубине образца может создаваться градиент давления выше 1 ГПа/мм. Величина основного давA method of obtaining diamond, including the compression of carbon-containing material to a sufficient size and its heating, followed by exposure at a temperature and pressure of synthesis. Fullerene of various molecular weights (from C 37 to C 84 ) is used as a carbon-containing material. A pressure gradient above 1 GPa / mm can be created deep in the sample. The value of the main pressure

- 1 006011 ления достигает 15-25 ГПа. Давление может быть снижено нагревом до температуры ниже 1000°С (см. международная заявка \¥О №93/02012, МПК С 01 В 31/00, опубликована 04.02.93).- 1 006011 leeni reaches 15-25 GPA. The pressure can be reduced by heating to a temperature below 1000 ° C (see international application \ ¥ O No. 93/02012, IPC C 01 B 31/00, published on 04.02.93).

Известный способ позволяет получать алмазы высокого качества, в частности поликристаллические, однако его осуществление требует применения чрезмерно высоких давлений и/или создание градиента давлений, что существенно усложняет применяемое оборудование.The known method allows to obtain high quality diamonds, in particular polycrystalline, but its implementation requires the use of excessively high pressures and / or the creation of a pressure gradient, which significantly complicates the equipment used.

Известен способ получения алмазов из исходного порошкообразного материала, содержащего углерод как основной компонент, и включающий воздействие на указанный материал давления в пределах 250 ГПа при приложении к материалу градиента давления и одновременное нагревание облучением части материала, к которому приложено максимальное давление, лазерным излучением. В качестве основной компоненты порошкообразного материала взят фуллерен С60 или углеродные микротрубки (патент США № 5360477. МПК С 30В 29/00, опублик. 01.11.1994).A method for producing diamonds from a starting powder material containing carbon as a main component is known, and includes exposing the material to a pressure of 250 GPa when applying a pressure gradient to the material and simultaneously heating the part of the material to which the maximum pressure is applied is irradiated by laser radiation. Fullerene C 60 or carbon microtubes were taken as the main component of the powdered material (US Patent No. 5,360,477. IPC C 30B 29/00, published November 11, 1994).

Известный способ позволяет поддерживать постоянную температуру образца достаточно долгое время, однако при этом значительно усложняется применяемое оборудование. Лазерное нагревание также требует значительных энергозатрат.The known method allows you to maintain a constant sample temperature for a long time, however, this greatly complicates the equipment used. Laser heating also requires significant energy consumption.

Еще один известный способ, достаточно близкий к предлагаемому по существенным признакам, включает воздействие на порошок фуллерена, размещенный между двумя слоями графита общей массой около 10% от массы фуллерена, давлением в 6,7 ГПа и нагревом до температуры 1200-1850°С с катализаторами: никель, кобальт и сплав кобальта (Воес.|ш11оп С. Воа1сеу1е С., ЕаЬге С., Ва55а1А.- С60 ЕиПегеие а§ СагЬои 8оигсе £ог П1ашоиб 8уи1е515,- 1оиги.Рйу5.Сйеш,- 1993. ν.97. р. 12924-12927).Another well-known method, quite close to the one proposed by essential features, includes the impact on fullerene powder placed between two layers of graphite with a total mass of about 10% by weight of fullerene, pressure of 6.7 GPa and heating to a temperature of 1200-1850 ° С with catalysts : nickel, cobalt and cobalt alloy (Voes. | w11n S. C. Voalseule S., Ebege S., Ba55a1A.– C 60 EuPegeie a§ Saguio 8oigse £ og P1asooib 8uyel515, - 1оиги.Рюу5Сйеш, - 1993. .9.96. pp. 12924-12927).

Известный способ позволяет поднять выход алмазов до величины порядка 90%, однако при этом приходится воздействовать достаточно высоким давлением (6,7 ГПа), что ведет к усложнению применяемого оборудования. Кроме того, прилагаемые температуры являются достаточно высокими и обуславливают большие энергозатраты и высокую стоимость получаемых алмазов.The known method allows you to raise the output of diamonds to a value of the order of 90%, however, this has to be affected by a sufficiently high pressure (6.7 GPa), which leads to complication of the equipment used. In addition, the attached temperatures are quite high and cause large energy consumption and the high cost of the diamonds produced.

Известен наиболее близкий способ синтеза алмазов, в котором в качестве кристаллообразующей или каталитической добавки используют порошок фуллерена, распределенный в графите. В этом способе синтез происходит при сравнительно малых давлениях (4,5-5,5 ГПа). Способ также характеризуется достаточно высоким выходом алмаза.The closest known method for the synthesis of diamonds is known, in which fullerene powder distributed in graphite is used as a crystal-forming or catalytic additive. In this method, the synthesis occurs at relatively low pressures (4.5-5.5 GPa). The method is also characterized by a relatively high yield of diamond.

Известен способ спекания кубического нитрида бора из шихты по авт.св. СССР № 4460599 Нуждина С. Г. и другие. Согласно этому способу шихта для изготовления сверхтвердого композиционного материала содержит смесь ультрадисперсного порошка нитрида бора, порошка кубического нитрида бора с размером зерна 3-100 мкм и вюрцитоподобного нитрида бора при следующем их соотношении, мас.%: ультрадисперсионный порошок нитрида бора 10-20, вюрцитоподобный нитрид бора 3-4, кубический нитрид бора с размером зерна 3-100 мкм остальное. Указанная шихта с каталитическими добавками и связующим спекается при высокой температуре и давлении.There is a method of sintering cubic boron nitride from the charge on the author ed.St. USSR № 4460599 S. Nuzhdina and others. According to this method, the mixture for the manufacture of a superhard composite material contains a mixture of ultrafine boron nitride powder, cubic boron nitride powder with a grain size of 3-100 μm and wurzite-like boron nitride at the following ratio, wt.%: Ultradispersive boron nitride powder 10-20, wurtzite-like nitride boron 3-4, cubic boron nitride with a grain size of 3-100 microns the rest. This mixture with catalytic additives and a binder is sintered at high temperature and pressure.

Этот метод фактически обеспечивает только спекание частиц с помощью связующего, а не синтез сверхтвердого материала. Кроме того, температура спекания также остается высокой.This method actually provides only sintering of particles using a binder, and not the synthesis of superhard material. In addition, the sintering temperature also remains high.

Для изготовления качественных твердосплавных инструментов обычно используют различные методы спекания порошков СТМ с зернами различного размера и цементирующими и пластифицирующими добавками в качестве связующего. Материалы для твердосплавных инструментов получают объемным сочетанием компонентов, один из которых пластичен (связующее), а другой обладает высокой прочностью, твердостью, стойкостью против абразивного изнашивания и жесткостью (наполнитель). Необходимые инструментальные свойства обеспечивается высокодисперсной структурой связки. Существует принципиальная необходимость сохранить в синтезируемом материале ультратонкую структуру либо во всей его массе, либо в межзеренной области, выполняющей роль цементирующей и пластифицирующей связки.For the manufacture of high-quality carbide tools, various methods of sintering STM powders with grains of various sizes and cementing and plasticizing additives as a binder are commonly used. Materials for carbide tools get a three-dimensional combination of components, one of which is plastic (binder), and the other has high strength, hardness, resistance to abrasive wear and rigidity (filler). The required instrumental properties are provided by the highly dispersed structure of the ligament. There is a fundamental need to preserve the ultrathin structure in the synthesized material either in its entire mass or in the intergranular region, which serves as a cementing and plasticizing ligament.

Известен способ изготовления алмазного инструмента путем спекания порошков алмаза микронного размера с порошком ультрадисперсных алмазов. При этом образуется высококачественный инструмент с плотностью, до 85% плотности алмаза. В этом способе не используется графит, и спекание порошков происходит на границах зерен. См. Японскую патентную заявку 1Р 2030667 авторов ΚΟΝΏΟ КЕМС1П и др. на имя ΝΙΡΡΟΝ О1Ь & ЕАТ8 СО ЬТО, опублик. 1990-02-01.A known method of manufacturing a diamond tool by sintering micron-sized diamond powders with ultrafine diamond powder. This forms a high-quality tool with a density of up to 85% of the density of the diamond. This method does not use graphite, and sintering of powders occurs at the grain boundaries. See Japanese Patent Application 1P 2030667, for authors ΚΟΝΏΟ KEMS1P et al., For the name 1 O1b & EAT8 SO,, published. 1990-02-01.

Этот способ требует большого количества исходного алмазного порошка, а также осуществляется при достаточно высоких температурах.This method requires a large amount of the original diamond powder, and is also carried out at sufficiently high temperatures.

Для получения порошков сверхтвердых материалов получаемых в результате термобарической обработки спеки, дробят, протравливают для удаления остатков катализатора и других компонентов. Потом порошки разделяют по размерам и форме. Все эти операции увеличивают стоимость СТМ порошков:To obtain powders of superhard materials obtained as a result of thermobaric treatment, bake, crush, pickle to remove residual catalyst and other components. Then the powders are separated in size and shape. All these operations increase the cost of STM powders:

1. Н.В. Новиков, Д.В. Федосеев, А.А. Шульженко, Г.П. Богатырева Синтез алмазов - Киев, Наукова Думка , 1987, стр. 37, 42-46, 133-144.1. N.V. Novikov, D.V. Fedoseev, A.A. Shulzhenko, G.P. Bogatyreva Synthesis of Diamonds - Kiev, Naukova Dumka, 1987, pp. 37, 42-46, 133-144.

2. Сверхтвердые материалы - Под общей редакцией академика АН УССР И.Н. Францевича, Киев Наукова Думка, 1980, стр. 195-210.2. Superhard materials - Under the general editorship of the Academician of the Ukrainian Academy of Sciences I.N. Frantsevich, Kiev Naukova Dumka, 1980, pp. 195-210.

- 2 006011- 2 006011

Раскрытие изобретенияDISCLOSURE OF INVENTION

Задачей настоящего изобретения являлась разработка такого способа получения сверхтвердых материалов, который бы обеспечивал высокий выход СТМ при пониженных температурах и сравнительно невысоком давлении без использования катализаторов.The present invention was to develop such a method of producing superhard materials, which would provide a high yield of STM at low temperatures and relatively low pressure without the use of catalysts.

Поставленная задача решается тем, что в способе получения СТМ, в том числе, искусственных алмазов, включающем воздействие давлением и нагревом на шихту с графитом или/и гексагональным нитридом бора вводится кристаллобразующая добавка, с последующей выдержкой при температуре, достаточной для синтеза.The problem is solved by the fact that in the method of producing STM, including artificial diamonds, including the effect of pressure and heating on the mixture with graphite or / and hexagonal boron nitride, a crystal-forming additive is introduced, followed by exposure at a temperature sufficient for synthesis.

Неожиданно обнаружилось, что если в шихту, содержащую графит или иную нетвердую кристаллическую фазу двухфазного материала вводить ультрадисперсные частицы материала кубической структуры, температура синтеза может быть существенно снижена, а выход СТМ существенно увеличен.It was unexpectedly discovered that if ultrafine particles of a material of cubic structure are introduced into a mixture containing graphite or another non-solid crystalline phase of a two-phase material, the synthesis temperature can be significantly reduced, and the STM yield will be significantly increased.

Проведенные эксперименты показали, что введение ультрадисперсных частиц является необходимым условием увеличения выхода СТМ.Experiments have shown that the introduction of ultrafine particles is a necessary condition for increasing the yield of STM.

Обнаруженный эффект, по-видимому, обусловлен тем обстоятельством, что нанометровые частицы ведут себя при образовании СТМ как катализатор, выступая, возможно, в роли центров кристаллизации частиц СТМ при пониженных температурах.The observed effect appears to be due to the fact that nanometer particles behave as a catalyst during the formation of STM, possibly acting as centers of crystallization of STM particles at low temperatures.

Способ синтеза сверхтвердых материалов, согласно заявляемому изобретению включает приготовление шихты, включающей материалы нетвердой кристаллической фазы, введение кристаллообразующих добавок, осуществление термобарической обработки смеси при давлении и температуре, выше определенных значений в течение определенного интервала времению.The method of synthesis of superhard materials, according to the claimed invention includes the preparation of the mixture, including materials of non-solid crystalline phase, the introduction of crystal-forming additives, the implementation of thermobaric treatment of the mixture at a pressure and temperature higher than certain values during a certain time interval.

Способ характеризуется тем, что в качестве кристаллообразующих добавок используют ультрадисперсный порошок материала кубической структуры.The method is characterized by the fact that ultrafine powder of a material of cubic structure is used as crystal-forming additives.

В одном из вариантов осуществления в качестве ультрадисперсного порошка материала кубической структуры используют ультрадисперсный порошок алмаза.In one embodiment, ultrafine diamond powder is used as the ultrafine powder of the material of the cubic structure.

В другом варианте в качестве ультрадисперсного порошка сверхтвердого материала кубической структуры используют ультрадисперсный порошок нитрида бора.In another embodiment, ultrafine boron nitride powder is used as an ultrafine powder of superhard material of a cubic structure.

Еще один вариант осуществления способа характеризуется тем, что в качестве ультрадисперсного порошка сверхтвердого материала кубической структуры используют ультрадисперсный порошок материала четвертой группы.Another embodiment of the method is characterized by the fact that ultrafine powder of the material of the fourth group is used as an ultrafine powder of superhard material of cubic structure.

Способ может характеризоваться также тем, что в качестве ультрадисперсного порошка сверхтвердого материала кубической структуры используют ультрадисперсный порошок соединений А3В5.The method can also be characterized by the fact that ultrafine powder of compounds А 3 В 5 is used as an ultrafine powder of superhard material of cubic structure.

Способ также характеризуется тем, что размеры частиц ультрадисперсной добавки составляют 2100 нм.The method is also characterized by the fact that the particle size of the ultrafine additive is 2100 nm.

Наиболее предпочтительно дисперсность добавки составляет 4-40 нм.Most preferably, the dispersion of the additive is 4-40 nm.

Согласно изобретению способ также характеризуется тем, что термобарическую обработку осуществляют при температурах выше значения в 300°С, но ниже температуры обратного перехода в нетвердую кристаллическую фазу.According to the invention, the method is also characterized in that thermobaric treatment is carried out at temperatures above 300 ° C, but below the temperature of the reverse transition to the non-solid crystalline phase.

Если в качестве исходной компоненты нетвердой кристаллической фазы используют гексагональный нитрид бора при соотношении компонентов гексагонального нитрида бора и ультрадисперсной добавки от 0,99-99,00 до 99,00-0,99 вес.%, то термобарическую обработку предпочтительно осуществляют при температуре выше значения в 500°С.If hexagonal boron nitride is used as the initial component of the non-solid crystalline phase with the ratio of the components of hexagonal boron nitride and ultrafine additive from 0.99-99.00 to 99.00-0.99 wt.%, The thermobaric treatment is preferably carried out at a temperature higher than at 500 ° C.

В другом варианте в качестве исходной компоненты нетвердой кристаллической фазы используют графит при соотношении компонентов графита и ультрадисперсной добавки от 0,99-99,00 до 99,00-0,99 вес.%, а термобарическую обработку предпочтительно осуществляют при температуре выше значения 700°С.In another embodiment, as the starting component of the non-solid crystalline phase, graphite is used with a ratio of components of graphite and ultrafine additive from 0.99-99.00 to 99.00-0.99 wt.%, And thermobaric treatment is preferably carried out at a temperature above 700 ° WITH.

Далее в качестве исходной компоненты нетвердой кристаллической фазы можно использовать смесь графита и гексагонального нитрида бора при соотношении компонентов от 0,99-99 : 99-0,99 вес.%, в этом случае термобарическую обработку предпочтительно осуществляют при температуре выше значения 750°С.Further, a mixture of graphite and hexagonal boron nitride can be used as the initial component of the non-solid crystalline phase with a ratio of components from 0.99-99: 99-0.99 wt.%, In this case, the thermo-pressure treatment is preferably carried out at a temperature above 750 ° C.

Длительность термобарической обработки согласно изобретению составляет 20-300 с.The duration of thermobaric treatment according to the invention is 20-300 s.

Предпочтительно термобарическую обработку осуществляют течение 40-80 с.Preferably thermobaric treatment is carried out for 40-80 s.

Способ изготовления сверхтвердых инструментов, согласно изобретению, включает приготовление шихты, включающей материалы нетвердой и/или сверхтвердой кристаллических фаз, введение кристаллообразующих добавок, предварительное формование инструмента, осуществление термобарической обработки смеси при давлении и температуре, выше критических значений в течение определенного интервала времени.A method of manufacturing superhard instruments according to the invention includes the preparation of a batch comprising materials of non-solid and / or superhard crystalline phases, the introduction of crystal-forming additives, preliminary molding of the tool, the implementation of thermo-pressure treatment of the mixture at pressure and temperature above critical values during a certain time interval.

Данный способ характеризуется тем, что в качестве кристаллообразующих добавок используют ультрадисперсный порошок.This method is characterized by the fact that ultrafine powder is used as crystal-forming additives.

При этом размеры частиц ультрадисперсной добавки составляют 2-100 нм.The size of the particles of ultrafine additives are 2-100 nm.

Предпочтительно дисперсность добавки составляет 4-40 нм.Preferably the dispersion of the additive is 4-40 nm.

Далее способ характеризуется тем, что в качестве ультрадисперсного порошка используют ультрадисперсный порошок материала кубической структуры.Further, the method is characterized by the fact that as an ultrafine powder using ultrafine powder material of a cubic structure.

- 3 006011- 3 006011

В одном из вариантов в качестве ультрадисперсного порошка материала кубической структуры используют ультрадисперсный порошок алмаза.In one embodiment, ultrafine diamond powder is used as an ultrafine powder of a material of a cubic structure.

В другом варианте в качестве ультрадисперсного порошка сверхтвердого материала кубической структуры используют ультрадисперсный порошок нитрида бора.In another embodiment, ultrafine boron nitride powder is used as an ultrafine powder of superhard material of a cubic structure.

Еще в одном варианте в качестве ультрадисперсного порошка сверхтвердого материала кубической структуры используют ультрадисперсный порошок материала четвертой группы.In another embodiment, as the ultrafine powder of superhard material of a cubic structure using ultrafine powder of the material of the fourth group.

Также в качестве ультрадисперсного порошка сверхтвердого материала кубической структуры можно использовать ультрадисперсный порошок соединений А3В5.Also, as an ultrafine powder of superhard material of a cubic structure, an ultrafine powder of compounds А 3 В 5 can be used.

Способ изготовления инструментов характеризуется тем, что термобарическую обработку осуществляют при температуре выше значения в 300°С, но ниже температуры обратного перехода в нетвердую кристаллическую фазу.A method of manufacturing tools is characterized by the fact that thermobaric treatment is carried out at a temperature above 300 ° C, but below the temperature of the reverse transition to the non-solid crystalline phase.

Если в качестве исходной компоненты нетвердой кристаллической фазы используют гексагональный нитрид бора при соотношении компонентов гексагонального нитрида бора и ультрадисперсной добавки от 0,99-99,00 до 99,00-0,99 вес.%, то термобарическую обработку предпочтительно осуществляют при температуре выше значения в 500°С.If hexagonal boron nitride is used as the initial component of the non-solid crystalline phase with the ratio of the components of hexagonal boron nitride and ultrafine additive from 0.99-99.00 to 99.00-0.99 wt.%, The thermobaric treatment is preferably carried out at a temperature higher than at 500 ° C.

Если в качестве исходной компоненты нетвердой кристаллической фазы используют графит при соотношении компонентов графита и ультрадисперсной добавки от 0,99-99,00 до 99,00-0,99 вес.%, то термобарическую обработку предпочтительно осуществляют при температуре выше значения 700°С.If graphite is used as the initial component of the non-solid crystalline phase with the ratio of the components of graphite and ultrafine additive from 0.99-99.00 to 99.00-0.99% by weight, the thermobaric treatment is preferably carried out at a temperature above 700 ° C.

Кроме того, в качестве исходной компоненты нетвердой кристаллической фазы используют смесь графита и гексагонального нитрида бора при соотношении компонентов от 0,99-99 : 99-0,99 вес.%, а термобарическую обработку предпочтительно осуществляют при температуре выше значения 700°С.In addition, a mixture of graphite and hexagonal boron nitride is used as the initial component of the non-solid crystalline phase with a ratio of components from 0.99-99: 99-0.99 wt.%, And the thermobaric treatment is preferably carried out at a temperature above 700 ° C.

Далее способы изготовления инструментов характеризуются тем, что термобарическую обработку осуществляют в течение 20-300 с.Further methods for the manufacture of tools are characterized by the fact that thermobaric treatment is carried out for 20-300 s.

Предпочтительно термобарическую обработку осуществляют в течение 40-80 с.Preferably thermobaric treatment is carried out for 40-80 s.

Еще один объект изобретения - способ изготовления сверхтвердых порошков заданного размера, включает приготовление шихты, включающей материалы нетвердой кристаллической фазы, введение кристаллообразующих добавок, предварительное формование компакта, осуществление термобарической обработки смеси при давлении и температуре, выше критических значений в течение определенного интервала времени и последующую обработку компакта для выделения порошка требуемой дисперсности. Данный способ характеризуется тем, что в качестве кристаллообразующих добавок используют ультрадисперсный порошок, а обработку компакта после термобарической обработки осуществляют путем травления щелочью для материалов, содержащих нитрид бора и/или посредством отжига в среде кислорода для материалов, содержащих графит.Another object of the invention is a method of manufacturing superhard powders of a given size, includes the preparation of a mixture including materials of a non-solid crystalline phase, the introduction of crystal-forming additives, pre-molding of a compact, the implementation of thermo-pressure treatment of the mixture at pressure and temperature, above critical values for a certain time interval and subsequent processing compact for the selection of powder required dispersion. This method is characterized by the fact that ultrafine powder is used as crystal-forming additives, and the treatment of the compact after thermobaric treatment is carried out by etching with alkali for materials containing boron nitride and / or by annealing in an oxygen environment for materials containing graphite.

При этом размеры частиц ультрадисперсной добавки составляют 2-100 нм.The size of the particles of ultrafine additives are 2-100 nm.

Предпочтительно дисперсность добавки составляет 4-40 нм.Preferably the dispersion of the additive is 4-40 nm.

Далее способ характеризуется тем, что в качестве ультрадисперсного порошка используют ультрадисперсный порошок материала кубической структуры.Further, the method is characterized by the fact that as an ultrafine powder using ultrafine powder material of a cubic structure.

В одном из вариантов в качестве ультрадисперсного порошка материала кубической структуры используют ультрадисперсный порошок алмаза.In one embodiment, ultrafine diamond powder is used as an ultrafine powder of a material of a cubic structure.

В другом варианте в качестве ультрадисперсного порошка сверхтвердого материала кубической структуры используют ультрадисперсный порошок нитрида бора.In another embodiment, ultrafine boron nitride powder is used as an ultrafine powder of superhard material of a cubic structure.

Еще в одном варианте в качестве ультрадисперсного порошка сверхтвердого материала кубической структуры используют ультрадисперсный порошок материала четвертой группы.In another embodiment, as the ultrafine powder of superhard material of a cubic structure using ultrafine powder of the material of the fourth group.

Также в качестве ультрадисперсного порошка сверхтвердого материала кубической структуры можно использовать ультрадисперсный порошок соединений А3В5.Also, as an ultrafine powder of superhard material of a cubic structure, an ultrafine powder of compounds А 3 В 5 can be used.

Способ изготовления порошков характеризуется тем, что термобарическую обработку осуществляют при температуре выше значения в 300°С, но ниже температуры обратного перехода в нетвердую кристаллическую фазу.A method of manufacturing powders is characterized by the fact that thermobaric treatment is carried out at a temperature above the value of 300 ° C, but below the temperature of the reverse transition to the non-solid crystalline phase.

Если в качестве исходной компоненты нетвердой кристаллической фазы используют гексагональный нитрид бора при соотношении компонентов гексагонального нитрида бора и ультрадисперсной добавки от 0,99-99,00 до 99,00-0,99 вес.%, то термобарическую обработку предпочтительно осуществляют при температуре выше значения в 500°С.If hexagonal boron nitride is used as the initial component of the non-solid crystalline phase with the ratio of the components of hexagonal boron nitride and ultrafine additive from 0.99-99.00 to 99.00-0.99 wt.%, The thermobaric treatment is preferably carried out at a temperature higher than at 500 ° C.

Если в качестве исходной компоненты нетвердой кристаллической фазы используют графит при соотношении компонентов графита и ультрадисперсной добавки от 0,99-99,00 до 99,00-0,99 вес.%, то термобарическую обработку предпочтительно осуществляют при температуре выше значения 700°С.If graphite is used as the initial component of the non-solid crystalline phase with the ratio of the components of graphite and ultrafine additive from 0.99-99.00 to 99.00-0.99% by weight, the thermobaric treatment is preferably carried out at a temperature above 700 ° C.

Кроме в качестве исходной компоненты нетвердой кристаллической фазы используют смесь графита и гексагонального нитрида бора при соотношении компонентов от 0,99-99 : 99-0,99 вес.%, а термобарическую обработку предпочтительно осуществляют при температуре выше значения 700°С.In addition to the initial component of the non-solid crystalline phase, a mixture of graphite and hexagonal boron nitride is used with a ratio of components from 0.99-99: 99-0.99 wt.%, And the thermobaric treatment is preferably carried out at a temperature above 700 ° C.

Далее способы изготовления инструментов характеризуются тем, что термобарическую обработку осуществляют в течение 20 с-300 с.Further methods for the manufacture of tools are characterized by the fact that thermobaric treatment is carried out for 20 s-300 s.

Предпочтительно термобарическую обработку осуществляют в течение 40-80 с.Preferably thermobaric treatment is carried out for 40-80 s.

- 4 006011- 4 006011

Примеры конкретного осуществленияExamples of specific implementation

Заявляемый способ получения сверхтвердых материалов осуществляют следующим образом. Приготавливают шихту из графита или/и гексагонального нитрида бора с добавлением смешиванием кристаллообразующих добавок в смесителе. Полученную шихту брикетируют под давлением и размещают либо в полости теплоэлектроизоляционного контейнера для графита, либо в цилиндрический нагревательный элемент, изготовленный из смеси графита с гексагональным нитридом бора, а затем в полость теплоэлектроизоляционного контейнера для гексагонального нитрида, закрывают с обеих сторон крышками, изготовленными прессованием смеси графита и гексагонального нитрида бора. Снаряженный таким образом контейнер помещают в аппарат высокого давления и сжимают его до давления, соответствующего области устойчивого образования алмаза, и затем нагревают за счет пропускания электрического тока через шихту или нагревательный элемент до температуры, соответствующей этому давлению, затем выдерживают при этих температуре и давлении в течение заданного времени. После выдержки отключают электрический ток, снимают давление и извлекают продукт синтеза СТМ.The inventive method of producing superhard materials is as follows. Prepare a mixture of graphite and / or hexagonal boron nitride with the addition of mixing crystal-forming additives in the mixer. The resulting mixture is briquetted under pressure and placed either in the cavity of a thermal insulating container for graphite, or in a cylindrical heating element made of a mixture of graphite with hexagonal boron nitride, and then in the cavity of a thermal insulating container for hexagonal nitride, closed on both sides with lids made by pressing a mixture of graphite and hexagonal boron nitride. The container thus equipped is placed in a high-pressure apparatus and compressed to a pressure corresponding to the region of stable diamond formation, and then heated by passing an electric current through the charge or heating element to a temperature corresponding to this pressure, then kept at this temperature and pressure for given time. After holding, the electric current is switched off, the pressure is released and the product of STM synthesis is removed.

Краткое описание фигур чертежейBrief Description of the Drawings

Полученный эффект наиболее наглядно прослеживается из спектрограмм, приведенных на фиг. 1, 2, 3, на которых показаны некоторые результаты по экспериментальному определению зависимости доли перехода гексагонального нитрида бора в кубический нитрид бора. Наглядность ярко выражена для нитрида бора, т.к. рентгеновские линии различных фаз нитрида бора хорошо различаются.The effect obtained is most clearly seen from the spectrograms shown in FIG. 1, 2, 3, which show some results on the experimental determination of the dependence of the fraction of transition of hexagonal boron nitride to cubic boron nitride. Visibility is pronounced for boron nitride, because X-ray lines of different phases of boron nitride are well distinguished.

На фиг. 1 представлены рентгеновские дифракционные характеристики, измеренные при облучении СиКа1 (λ=1,5405 А).FIG. Figure 1 shows the X-ray diffraction characteristics measured during irradiation with CuCa 1 (λ = 1.5405 A).

Состав шихты: 10 мас.% УДА, 90 мас.% ГНБ. Р=5.0 ГПа, Т=570°С, 1= 100 с.The composition of the mixture: 10 wt.% UDA, 90 wt.% HDD. Р = 5.0 GPa, T = 570 ° С, 1 = 100 s.

На фиг. 2 представлены рентгенограммы образцов, синтезированных при Р=6.0 ГПа, Т=570°С при различном времени термобарического воздействия. Состав исходной шихты: 10 мас.% УДА; 90 мас.% ГНБ.FIG. 2 shows the X-ray patterns of the samples synthesized at P = 6.0 GPa, T = 570 ° C at different time of thermobaric exposure. The composition of the initial mixture: 10 wt.% UDA; 90 wt.% HDD.

На фиг. 3 представлены фрагменты рентгенограммы образца, состава исходной шихты: 20 мас.% УДА; 80 мас.% ГНБ, синтезированного при Р=7,0 ГПа, Т=650°С, 1= 40 с. Рентгенограммы показывают полное α-β превращение в нитриде бора.FIG. 3 shows the fragments of the radiograph of the sample, the composition of the initial mixture: 20 wt.% UDA; 80 wt.% Of HDD synthesized at P = 7.0 GPa, T = 650 ° C, 1 = 40 s. Radiographs show the complete α-β conversion in boron nitride.

На фиг. 4 представлены фотографии сколов образцов, полученных при синтезе кубического нитрида бора в зависимости от времени синтеза.FIG. 4 shows photographs of the chips of samples obtained in the synthesis of cubic boron nitride depending on the time of synthesis.

На фиг. 5 показаны условные схемы сверхтвердых материалов, получаемых при различном содержании в шихте УДА (крайние и среднее значение), сверхтвердой составляющей - наполнителя (алмаз) (крайние и среднее значение) и связующего (графит) и зависимости:FIG. 5 shows the conventional schemes of superhard materials obtained with different content in the mixture UDA (extreme and average value), superhard component - filler (diamond) (extreme and average value) and binder (graphite) and dependencies:

а) выхода сверхтвердой составляющей (алмаз) от температуры (по вертикали) иa) the output of the superhard component (diamond) from the temperature (vertical) and

б) размеров кристаллов СТМ от времени обработки (по горизонтали).b) the size of the STM crystals from processing time (horizontally).

На фиг. 6 показаны условные схемы сверхтвердых материалов, получаемых при различном содержании в шихте УДА (крайние и среднее значение), сверхтвердой составляющей - наполнителя (с-ΒΝ) (крайние и среднее значение) и связующего (11-ΒΝ) и зависимости:FIG. 6 shows the conditional schemes of superhard materials obtained with different content in the mixture UDA (extreme and average value), superhard component - filler (c-ΒΝ) (extreme and average value) and binder (11-ΒΝ) and dependencies:

а) выхода сверхтвердой составляющей (с-ΒΝ) от температуры (по вертикали) иa) the output of the superhard component (c-ΒΝ) from temperature (vertical) and

б) размеров кристаллов СТМ от времени обработки (по горизонтали).b) the size of the STM crystals from processing time (horizontally).

На фиг. 7 показаны условные схемы композиционных сверхтвердых материалов, получаемых при различном содержании в шихте УДА (крайние и среднее значение), сверхтвердой составляющей - наполнителя (алмаз и с-ΒΝ) (крайние и среднее значение) и связующего (графит и 11-ΒΝ) и зависимости:FIG. 7 shows the conditional schemes of composite superhard materials obtained with different contents in the UDA blend (extreme and average value), superhard component — filler (diamond and c-ΒΝ) (extreme and average value) and binder (graphite and 11-) and dependencies :

а) выхода сверхтвердой составляющей (алмаз и с-ΒΝ) от температуры (по вертикали) иa) the output of the superhard component (diamond and c-ΒΝ) from the temperature (vertical) and

б) размеров кристаллов СТМ от времени обработки (по горизонтали).b) the size of the STM crystals from processing time (horizontally).

СТМ состоит из алмаза и с-ΒΝ в соотношении, которое определяется составом шихты и условиями синтеза.STM consists of diamond and c-ΒΝ in a ratio that is determined by the composition of the charge and the conditions of synthesis.

На фиг. 8 представлены сравнительные диаграммы технологических процессов синтеза поликристаллических СТМ по известному и заявляемому способах.FIG. 8 shows comparative diagrams of technological processes for the synthesis of polycrystalline STM by the known and the claimed methods.

На фиг. 9 представлены сравнительные диаграммы технологических процессов получения порошков СТМ по известному и заявляемому способах.FIG. 9 shows comparative diagrams of technological processes for producing STM powders according to the known and the claimed methods.

Варианты осуществления изобретенияEmbodiments of the invention

Ниже приведены примеры конкретного осуществления способа получения искусственных СТМ.Below are examples of the specific implementation of the method of producing artificial STM.

Заявляемый способ получения сверхтвердых материалов осуществляют следующим образом.The inventive method of producing superhard materials is as follows.

Приготавливают шихту из исходного материала (графита, гексагонального нитрида бора (ГНБ), или смеси графита с гексагональным нитридом бора) с добавлением ультрадисперсных порошков (например, ультрадисперсного алмаза (УДА), ультрадисперсного порошка кубического нитрида бора (УДПНБ), ультрадисперсных порошков материалов 4 группы, например кремния (УДПК), ультрадисперсных порошков материалов А3В5,например нитрида алюминия (УДПНА) и смешиванием их в смесителе.Prepare a batch of the starting material (graphite, hexagonal boron nitride (HDD), or graphite mixed with hexagonal boron nitride) supplemented with ultrafine powders (e.g., Ultrafine diamond (UDD), ultrafine powder of cubic boron nitride (UDPNB), ultrafine powders of materials Group 4 , for example, silicon (UDPK), ultrafine powders of А 3 В 5 materials, for example, aluminum nitride (UDPNA) and mixing them in a mixer.

Полученную шихту брикетируют под давлением и размещают в цилиндрические нагревательные элементы из смеси графита и гексагонального нитрида бора в полости теплоэлектроизоляционного контейнера, закрывая с обеих сторон крышками, изготовленными прессованием смеси графита и гексагонального нитрида бора.The resulting mixture is briquetted under pressure and placed into cylindrical heating elements from a mixture of graphite and hexagonal boron nitride in the cavity of a heat-insulating container, closing on both sides with lids made by pressing a mixture of graphite and hexagonal boron nitride.

- 5 006011- 5 006011

Снаряженный таким образом контейнер помещают в аппарат высокого давления и сжимают его до давления, соответствующего области устойчивого образования соответствующего сверхтвердого материала, и затем нагревают за счет пропускания электрического тока через нагревательный элемент или шихту до температуры, соответствующей этому давлению, затем выдерживают при этих температуре и давлении в течение заданного времени.The container thus equipped is placed in a high-pressure apparatus and compressed to a pressure corresponding to the region of stable formation of a corresponding superhard material, and then heated by passing an electric current through a heating element or mixture to a temperature corresponding to this pressure, then maintained at these temperatures and pressures for a given time.

После выдержки отключают электрический ток, снимают давление и извлекают продукт синтеза компактный сверхтвердый материал, содержащий ультрадисперсный порошок шихты, сверхтвердую составляющую (алмаз, КНБ, смесь алмаза и КНБ) и связующее (графит, гексагональный нитрид бора или смесь графита с гексагональным нитридом бора).After aging, the electrical current is turned off, the pressure is removed, and the compact product is extracted; the superhard compact material containing the ultrafine powder of the charge, the superhard component (diamond, CBN, a mixture of diamond and CBN) and a binder (graphite, hexagonal boron nitride or a mixture of graphite with hexagonal boron nitride).

В результате, в зависимости от практического назначения, получают материалы с различным соотношением между сверхтвердыми составляющими (мелкодисперсной составляющей- УДА, УДПНБ, УДПК, УДПНА и составляющей СТМ с заданными размерами частиц - алмаз, КНБ или их смесь) и связующим -графит, ГНБ или их смесь.As a result, depending on the practical purpose, materials are obtained with different ratios between the superhard components (the fine component — UDD, UDPNB, UDPK, UDPNA, and the STM component with given particle sizes — diamond, CBN or their mixture) and the binder — graphite, GNB or their mixture.

Методом рентгеноструктурного дифракционного анализа определяют степень перехода нетвердой фазы материала в сверхтвердую фазу. Определяют состав полученного продукта - компактного сверхтвердого материала.The degree of transition of the non-solid phase of the material into the superhard phase is determined by the method of X-ray diffraction analysis. Determine the composition of the resulting product - a compact superhard material.

Полученный эффект отчетливо прослеживается из примеров, приведенных ниже.The resulting effect is clearly seen from the examples below.

1.1.Материалы на основе алмаза.1.1.Materials based on diamond.

Приготавливают шихту из исходного материала графита с добавлениям смешиванием ультрадисперсных порошков (например, ультрадисперсного алмаза, ультрадисперсного порошка кубического нитрида бора, ультродисперсных порошков материалов 4 группы, ультрадисперсных порошков материалов А3В5) в смесителе.A mixture of graphite starting material is prepared with additions by mixing ultrafine powders (for example, ultrafine diamond, ultrafine powder of cubic boron nitride, ultrafine powders of materials of group 4, ultrafine powders of materials A 3 B 5 ) in a mixer.

Затем брикетируют шихту, подвергая ее давлению Р= 0,5 ГПа и помещают в цилиндрическую емкость теппоэлектроизоляционного контейнера, закрывая с обеих сторон прессованными крышками из смеси графита и известняка.Then the mixture is briquetted, subjecting it to pressure P = 0.5 GPa and placed in a cylindrical container of a tepoelectrically insulating container, closing on both sides with pressed caps of a mixture of graphite and limestone.

Снаряженный таким образом контейнер помещают в аппарат высокого давления и сжимают его до давления, соответствующего области устойчивого образования алмаза, и затем нагревают за счет пропускания электрического тока через шихту до температуры, соответствующей этому давлению, затем выдерживают при этих температуре и давлении в течение заданного времени.The container thus equipped is placed in a high-pressure apparatus and compressed to a pressure corresponding to the region of stable diamond formation, and then heated by passing an electric current through the charge to a temperature corresponding to this pressure, then maintained at these temperatures and pressures for a predetermined time.

После выдержки отключают электрический ток, снимают давление и извлекают продукт синтеза сверхтвердый материал, содержащий УДА, алмаз и связующее - графит.After holding, the electric current is switched off, the pressure is removed, and the superhard material containing UDA, diamond and graphite is removed from the synthesis product.

В результате, в зависимости от практического назначения, получают материалы с различным соотношением между сверхтвердыми составляющими (мелкодисперсной составляющей-УДА и алмаза с заданными размерами частиц) и связующим - графитом.As a result, depending on the practical purpose, materials are obtained with different ratios between the superhard components (the fine component — UFD and diamond with given particle sizes) and the binder — graphite.

1.1.1. Использование ультрадисперсного алмаза (УДА).1.1.1. The use of ultrafine diamond (UDA).

Ниже приведены примеры (табл. 1) конкретного осуществления способа получения искусственных сверхтвердых материалов, содержащих УДА и алмаз. В качестве ультрадисперсного порошка используется ультрадисперсный порошок алмаза.Below are examples (Table 1) of the specific implementation of the method of producing artificial superhard materials containing UDA and diamond. As an ultrafine powder, ultrafine diamond powder is used.

Таблица 1. Примеры конкретного осуществления способа получения синтетических сверхтвердых материалов, содержащих УДА и алмазTable 1. Examples of a specific implementation of the method of producing synthetic superhard materials containing UDA and diamond

№ примера Example number Состав исходной шихты, масс. %. The composition of the initial mixture, the masses. % Р, ГПа R, GPA т, псt, p with графит graphite уда oud 1 .Состав исхо 1. Composition ishod I I 99,5 99.5 0,5 0.5 6,0 6.0 800 800 2 2 99,0 99.0 1,0 1.0 6,0 6.0 800 800 95,0 95.0 5,0 5.0 6,0 6.0 800 800 4 four 80,0 80.0 20,0 20.0 6,0 6.0 800 800 5 five 50,0 50.0 50,0 50.0 6,0 6.0 800 800 6 6 5,0 5.0 95,0 95.0 6,0 6.0 800 800 7 7 1,0 1.0 99,0 99.0 6,0 6.0 800 800 2.3ависимость о 2.3 dependence on 8 eight 80,0 80.0 20,0 20.0 6,0 6.0 300 300 9 9 80,0 80.0 20,0 20.0 6,0 6.0 300 300 10 ten 80,0 80.0 20,0 20.0 6,0 6.0 850 850 11 eleven 80,0 80.0 20,0 20.0 6,0 6.0 1600 1600 12 12 80,0 80.0 20,0 20.0 6.0 6.0 2000 2000 13 13 80,0 80.0 20,0 20.0 6,0 6.0 2100 2100 3.Зависимость от времени те 3.Time dependence 14 14 80,0 80.0 20,0 20.0 6,0 6.0 800 800 15 15 80,0 80.0 20,0 20.0 6,0 6.0 800 800 16 sixteen 80,0 80.0 20,0 20.0 6,0 6.0 800 800 17 17 80,0 80.0 20,0 20.0 6,0 6.0 800 800 18 18 80,0 80.0 20,0 20.0 6,0 6.0 800 800

(, сек. (, sec. Состав продукта синтеза, масс. % The composition of the synthesis product, mass. % Степень превращения, % The degree of conversion,% алмаз diamond графит graphite УДА Uda дной шихты bottom charge 40 40 0,8 0.8 98,7 98.7 0,5 0.5 0,8 0.8 40 40 7,0 7.0 92,0 92.0 1,0 1.0 7,0 7.0 40 40 28,5 28.5 66,5 66.5 5,0 5.0 30,0 30.0 40 40 52,0 52.0 28,0 28.0 20,0 20.0 65,0 65.0 40 40 32,5 32.5 17,5 17.5 50 50 65,0 65.0 40 40 4,0 4.0 1,0 1.0 95,0 95.0 80,0 80.0 40 40 0,9 0.9 0,1 0.1 99,0 99.0 85 85 т температуры t temperature 30 thirty 0,6 0.6 79,4 79.4 20,0 20.0 0,8 0.8 30 thirty 3,2 3.2 76,8 76,8 20,0 20.0 4,0 4.0 30 thirty 56,0 56.0 24,0 24.0 20,0 20.0 70,0 70.0 30 thirty 72,0 72.0 8,0 8.0 20,0 20.0 90,0 90.0 30 thirty 2,4 2.4 77,6 77.6 20,0 20.0 3,0 3.0 30 thirty 0,0 0.0 80,0 80.0 20,0 20.0 0.0 0.0 ермобарической обработки thermobaric treatment 5 five 0,6 0.6 79,4 79.4 20,0 20.0 0,7 0.7 10 ten 3,2 3.2 76,8 76,8 20,0 20.0 4,0 4.0 40 40 60,0 60.0 20,0 20.0 20,0 20.0 75,0 75.0 60 60 64,0 64.0 16,0 16,0 20,0 20.0 80,0 80.0 300 300 68,0 68.0 12,0 12.0 20,0 20.0 85,0 85.0

- 6 006011- 6 006011

1.2. Инструменты из сверхтвердого материала на основе алмаза.1.2. Tools from superhard material based on diamond.

Пример 19. Приготавливают шихту из графита с добавлением УДА в соотношении 80,0 мас.% графит, 20,0 мас.% уДа.Example 19. Prepare a mixture of graphite with the addition of UDA in the ratio of 80.0 wt.% Graphite, 20.0 wt.% Coop.

Смешивание компонентов осуществляют в смесителе, добиваясь распределения ультрадисперсного порошка алмаза в объеме графита. Осуществляют предварительное формование инструмента нужной формы и размеров, заполняют формообразующие пространства инертным под высоким давлением, но легко удаляемым после термобарической обработки веществом, например №1С1. Затем брикетируют заготовку, подвергая ее давлению Р=0,5 ГПа и помещают в цилиндрическую емкость теплоэлектроизоляционного контейнера, закрывая с обеих сторон прессованными крышками из смеси графита и известняка. Снаряженный контейнер помещают в аппарат высокого давления типа тороид , сжимают до давления 6,5 ГПа, нагревают за счет пропускания через шихту электрического тока до температуры 800°С и выдерживают при данных параметрах в течение 40 с выдержки отключают нагрев, снимают давление и извлекают продукт синтеза. После растворения формообразующего №1С1 в воде получают необходимую заготовку для инструмента. Методом рентгеноструктурного дифракционного анализа определяют долю перехода графита в алмаз в материале инструмента, которая составляет в среднем 90,0 % от массы графита. Состав полученного материала для инструмента - 20,0 мас.% УДА, 72,0 мас.% алмаз, 8,0 мас.% графит.The mixing of the components is carried out in a mixer, achieving the distribution of ultrafine diamond powder in the volume of graphite. Carry out the preliminary molding of the tool of the desired shape and size, fill the molding space with an inert high pressure, but easily removed after thermobaric treatment with a substance, for example # 1С1. Then, the workpiece is briquetted, subjecting it to pressure P = 0.5 GPa and placed in a cylindrical container of a heat-insulating container, closing on both sides with pressed caps from a mixture of graphite and limestone. The filled container is placed in a toroid-type high-pressure apparatus, compressed to a pressure of 6.5 GPa, heated by passing an electric current through the mixture to a temperature of 800 ° C, and the heat is turned off for 40 seconds, the pressure is removed and the product is removed. . After dissolution of the forming No. 1С1 in water, the necessary blank for the tool is obtained. The X-ray diffraction analysis method determines the fraction of the transition of graphite to diamond in the tool material, which averages 90.0% by weight of graphite. The composition of the material obtained for the tool is 20.0 wt.% UDA, 72.0 wt.% Diamond, 8.0 wt.% Graphite.

1.3. Получение алмазных порошков заданной зернистости.1.3. Getting diamond powders of a given grain.

Пример 20. Приготавливают шихту из графита с добавлением УДА в соотношении 90,0 мас.% графит, 10,0 мас.% уДа.Example 20. Prepare a mixture of graphite with the addition of UDA in the ratio of 90.0 wt.% Graphite, 10.0 wt.% Coop.

Смешивание компонентов осуществляют в смесителе, добиваясь распределения ультрадисперсного порошка алмаза в объеме графита. Снаряженный контейнер помещают в аппарат высокого давления типа тороид , сжимают до давления 6,5 ГПа, нагревают за счет пропускания через шихту электрического тока до температуры 800°С и выдерживают при данных параметрах в течение 40 с выдержки отключают нагрев, снимают давление и извлекают продукт синтеза. Определяют долю перехода графита в алмаз в материале инструмента, которая составила в среднем 95 % от массы графита. Состав полученного материала -10 мас.% УДА, 85,5 мас.% алмаз, 4,5 мас.% графит. Методом прокаливания в среде кислорода удаляют графит. Выход продукта СТМ- 95,5 мас.%.,алмаза- 86,5 мас.%. Размеры частиц алмаза - 1,3 ±0,1 мкм.The mixing of the components is carried out in a mixer, achieving the distribution of ultrafine diamond powder in the volume of graphite. The filled container is placed in a toroid-type high-pressure apparatus, compressed to a pressure of 6.5 GPa, heated by passing an electric current through the mixture to a temperature of 800 ° C, and the heat is turned off for 40 seconds, the pressure is removed and the product is removed. . Determine the proportion of transition of graphite to diamond in the material of the tool, which averaged 95% by weight of graphite. The composition of the material obtained is 10 wt.% UDA, 85.5 wt.% Diamond, 4.5 wt.% Graphite. The method of calcination in an oxygen environment removes graphite. The yield of the product STM - 95.5 wt.%., Diamond - 86.5 wt.%. The size of the diamond particles is 1.3 ± 0.1 μm.

Пример 21. Выполняют те же операции и при тех же давлениях, и температурах выдержки, что и в примере 20, но термообработку проводят в течение 120 с. Состав полученного материала -10 мас.% УДА, 87,0 мас.% алмаз, 3,0 мас.% графит. Методом прокаливания в среде кислорода удаляют графит. Выход продукта СТМ- 97,0 мас.%., алмаза- 87,0 мас.%. Размеры частиц алмаза - 3,1 ±0,1 мкм.Example 21. Perform the same operations and at the same pressures and temperatures of exposure, as in example 20, but the heat treatment is carried out for 120 s. The composition of the material obtained is 10 wt.% UDA, 87.0 wt.% Diamond, 3.0 wt.% Graphite. The method of calcination in an oxygen environment removes graphite. The yield of the product STM - 97.0 wt.%., Diamond - 87.0 wt.%. The size of the diamond particles is 3.1 ± 0.1 μm.

Пример 22. Выполняют те же операции и при тех же давлениях, и температурах выдержки, что и в примере 20, но термообработку проводят в течение 20 с. Состав полученного материала -10 мас.% УДА, 75,0 мас.% алмаз, 15,0 мас.% графит. Методом прокаливания в среде кислорода удаляют графит. Выход продукта СТМ- 85,0 мас.%, алмаза- 75,0 мас.%. Размеры частиц алмаза - 0,3±0,05 мкм.Example 22. Perform the same operations and at the same pressures and holding temperatures as in example 20, but the heat treatment is carried out for 20 s. The composition of the material obtained is 10 wt.% UDA, 75.0 wt.% Diamond, 15.0 wt.% Graphite. The method of calcination in an oxygen environment removes graphite. The yield of the product STM - 85.0 wt.%, Diamond - 75.0 wt.%. The size of the diamond particles is 0.3 ± 0.05 microns.

2. Материалы на основе кубического нитрида бора.2. Materials based on cubic boron nitride.

Приготавливают шихту из исходного материала гексагонального нитрида бора с добавлениям смешиванием ультрадисперсных порошков (например, ультрадисперсного алмаза, ультрадисперсного порошка кубического нитрида бора, ультрадисперсных порошков материалов 4 группы, ультрадисперсных порошков материалов А3В5) в смесителе. Полученную шихту брикетируют под давлением Р= 0,5 ГПа и размещают в цилиндрические нагревательные элементы из смеси графита и гексагонального нитрида бора в полости теплоэлектроизоляционного контейнера, закрывая с обеих сторон крышками, изготовленными прессованием смеси графита и гексагонального нитрида бора. Снаряженный таким образом контейнер помещают в аппарат высокого давления и сжимают его до давления, соответствующего области устойчивого образования кубического нитрида бора, и затем нагревают за счет пропускания электрического тока через нагревательный элемент до температуры, соответствующей этому давлению, затем выдерживают при этих температуре и давлении в течение заданного времени. После выдержки отключают электрический ток, снимают давление и извлекают продукт синтеза - сверхтвердый материал, содержащий УДА, КНБ и связующее-гексагональный нитрид бора. В результате, в зависимости от практического назначения, получают материалы с различным соотношением между сверхтвердыми составляющими (мелкодисперсной составляющей-УДА и КНБ с заданными размерами частиц) и связующимгексагональным нитридом бора.The mixture is prepared from a raw material of hexagonal boron nitride with additions by mixing ultrafine powders (for example, ultrafine diamond, ultrafine powder of cubic boron nitride, ultrafine powders of materials of group 4, ultrafine powders of materials A 3 B 5 ) in a mixer. The resulting mixture is briquetted under pressure P = 0.5 GPa and placed into cylindrical heating elements from a mixture of graphite and hexagonal boron nitride in the cavity of a heat-insulating container, closing on both sides with covers made by pressing a mixture of graphite and hexagonal boron nitride. The container thus equipped is placed in a high-pressure apparatus and compressed to a pressure corresponding to the region of stable formation of cubic boron nitride, and then heated by passing an electric current through the heating element to a temperature corresponding to this pressure, then kept at this temperature and pressure for given time. After aging, the electric current is turned off, the pressure is removed, and the synthesis product is removed — a superhard material containing UDD, CNS and binder-hexagonal boron nitride. As a result, depending on the practical purpose, materials are obtained with different ratios between the superhard components (the fine component — UDA and KNB with the given particle sizes) and the binding hexagonal boron nitride.

Ниже приведены примеры конкретного осуществления способа получения синтетических сверхтвердых материалов, содержащий УДА и кубический нитрид бора.Below are examples of the specific implementation of the method of producing synthetic superhard materials containing UDA and cubic boron nitride.

2.1.1. Использование ультрадисперсного алмаза (УДА).2.1.1. The use of ultrafine diamond (UDA).

- 7 006011- 7 006011

Таблица 2. Примеры конкретного осуществления способа получения синтетических сверхтвердых материалов, содержащих УДА и кубический нитрид бораTable 2. Examples of a specific implementation of the method of producing synthetic superhard materials containing UDA and cubic boron nitride

№ примера Example number Состав исходной шихты, масс. %. The composition of the initial mixture, the masses. % Р. ГПа R. GPa т, °с t ° 1, сек. one, seconds Состав продукта синтеза, масс. % The composition of the synthesis product, mass. % Степень преврашения. % The degree of transformation. % ГНБ HDD УДА Uda КНБ CBN ГНБ HDD УДА Uda 1.Состав исходной шихты 1. Composition of the initial charge 23 23 99,5 99.5 0,5 0.5 6.0 6.0 600 600 40 40 0,9 0.9 98,6 98.6 0.5 0.5 1.0 1.0 24 24 99,0 99.0 го go 6,0 6.0 600 600 40 40 9,9 9.9 89,1 89.1 1.0 1.0 10,0 10.0 25 25 95,0 95.0 5.0 5.0 6.0 6.0 600 600 40 40 38,0 38.0 57,0 57.0 5,0 5.0 40.0 40.0 26 26 80,0 80.0 20,0 20.0 6,0 6.0 600 600 40 40 64,0 64.0 16,0 16,0 20,0 20.0 80.0 80.0 27 27 50,0 50.0 50,0 50.0 6,0 6.0 600 600 40 40 40 40 10 ten 50 50 80,0 80.0 28 28 5,0 5.0 95,0 95.0 6,0 6.0 600 600 40 40 4.9 4.9 0.1 0.1 95,0 95.0 98,0 98.0 29 29 1,0 1.0 99,0 99.0 6,0 6.0 600 600 40 40 1,0 1.0 0,0 0.0 99,0 99.0 99,5 99.5 2.3ависимость от температуры 2.3 temperature dependence 30 thirty 80,0 80.0 20,0 20.0 6,0 6.0 200 200 30 thirty 0,8 0.8 79,2 79.2 20,0 20.0 1,0 1.0 31 31 80,0 80.0 20,0 20.0 6,0 6.0 300 300 30 thirty 4,0 4.0 76,0 76.0 20,0 20.0 5,0 5.0 32 32 80,0 80.0 20,0 20.0 6,0 6.0 700 700 30 thirty 64,0 64.0 16,0 16,0 20,0 20.0 80,0 80.0 33 33 80,0 80.0 20,0 20.0 6,0 6.0 1600 1600 30 thirty 78,4 78.4 1,6 1.6 20,0 20.0 98,0 98.0 34 34 80,0 80.0 20,0 20.0 6,0 6.0 2000 2000 30 thirty 4,0 4.0 76,0 76.0 20,0 20.0 5,0 5.0 35 35 80,0 80.0 20,0 20.0 6,0 6.0 2100 2100 30 thirty 0,8 0.8 79,2 79.2 20,0 20.0 1,0 1.0 З.Зависимость от времени термобарической обработки Z.Tepending time thermobaric processing 36 36 80,0 80.0 20,0 20.0 6,0 6.0 650 650 5 five 0,8 0.8 79,2 79.2 20,0 20.0 1.0 1.0 37 37 80,0 80.0 20,0 20.0 6,0 6.0 650 650 10 ten 4,0 4.0 76,0 76.0 20,0 20.0 5,0 5.0 38 38 80,0 80.0 20,0 20.0 6,0 6.0 650 650 40 40 72,0 72.0 8.0 8.0 20,0 20.0 90.0 90.0 39 39 80,0 80.0 20.0 20.0 6.0 6.0 650 650 60 60 72,0 72.0 8.0 8.0 20,0 20.0 90.0 90.0 40 40 80,0 80.0 20,0 20.0 6,0 6.0 650 650 300 300 76,0 76.0 4.0 4.0 20,0 20.0 95.0 95.0

2.2. Инструменты из сверхтвердого материала на основе кубического нитрида бора.2.2. Tools from superhard material based on cubic boron nitride.

Пример 41. Приготавливают шихту из гексагонального нитрида бора с добавлением УДА в соотношении 80,0 мас.% гексагонального нитрида бора, 20,0 мас.% УДА.Example 41. Prepare a mixture of hexagonal boron nitride with the addition of UDA in the ratio of 80.0 wt.% Hexagonal boron nitride, 20.0 wt.% UDA.

Смешивание компонентов осуществляют в смесителе, добиваясь распределения ультрадисперсного порошка алмаза в объеме гексагонального нитрида бора.The components are mixed in the mixer, achieving the distribution of ultrafine diamond powder in the volume of hexagonal boron nitride.

Осуществляют предварительное формование инструмента нужной формы и размеров, запрессовывают формообразующие пространства инертным под высоким давлением, но легко удаляемым после термобарической обработки веществом, например ЫаС1. Затем брикетируют заготовку, подвергая ее давлению Р=0,5 ГПа и помещают в цилиндрическую емкость теплоэлектроизоляционного контейнера, закрывая с обеих сторон прессованными крышками из смеси графита и известняка. Снаряженный контейнер помещают в аппарат высокого давления типа тороид , сжимают до давления 6,0 ГПа, нагревают за счет пропускания через цилиндрический нагревательный элемент, изготовленный из смеси графита с гексагональным нитридом бора, электрического тока до температуры 700°С и выдерживают при данных параметрах в течение 40 с выдержки отключают нагрев, снимают давление и извлекают продукт синтеза. После растворения формообразующего ЫаС1 в воде получают необходимую заготовку для инструмента. Методом рентгеноструктурного дифракционного анализа определяют долю перехода ГНБ в КНБ в материале инструмента, которая составила в среднем 95,0% от массы гексагонального нитрида бора. Состав полученного материала для инструмента-20,0 мас.% УДА, 76,0 мас.% КНБ, 4,0 мас.% гексагонального нитрида бора.Carry out the preliminary molding of the tool of the desired shape and size, press-molding the forming spaces with an inert high pressure, but easily removed after thermobaric treatment with a substance, for example, NaCl. Then, the workpiece is briquetted, subjecting it to pressure P = 0.5 GPa and placed in a cylindrical container of a heat-insulating container, closing on both sides with pressed caps from a mixture of graphite and limestone. The filled container is placed in a toroid-type high-pressure apparatus, compressed to a pressure of 6.0 GPa, heated by passing a cylindrical heating element made of a mixture of graphite with hexagonal boron nitride through an electric current to a temperature of 700 ° C and maintained at these parameters for 40 seconds of shutdowns turn off the heat, relieve the pressure and remove the product of synthesis. After dissolving the forming NaC1 in water, the necessary blank for the tool is obtained. The X-ray diffraction analysis method determines the fraction of the transfer of HDD to CBN in the tool material, which averaged 95.0% by weight of hexagonal boron nitride. The composition of the material obtained for the instrument is 20.0 wt.% UDA, 76.0 wt.% CBF, 4.0 wt.% Hexagonal boron nitride.

2.3. Получение порошков кубического нитрида бора заданной зернистости.2.3. Obtaining powders of cubic boron nitride of a given grain.

Пример 42. Приготавливают шихту из гексагонального нитрида бора с добавлением УДА в соотношении 90,0 мас.% гексагонального нитрида бора, 10,0 мас.% УДА.Example 42. Prepare a mixture of hexagonal boron nitride with the addition of UDA in the ratio of 90.0 wt.% Hexagonal boron nitride, 10.0 wt.% UDA.

Смешивание компонентов осуществляют в смесителе, добиваясь распределения ультрадисперсного порошка алмаза в объеме гексагонального нитрида бора. Снаряженный контейнер помещают в аппарат высокого давления типа тороид , сжимают до давления 6.5 ГПа, нагревают за счет пропускания через цилиндрический нагревательный элемент, изготовленный из смеси графита с гексагональным нитридом бора, электрического тока до температуры 650°С и выдерживают при данных параметрах в течение 40 с выдержки, отключают нагрев, снимают давление и извлекают продукт синтеза. Определяют долю перехода гексагонального нитрида бора в КНБ, которая составила в среднем 97% от массы гексагонального нитрида бора. Состав полученного материала -10 мас.% УДА, 88,0 мас.% КНБ, 2,0 мас.% гексагонального нитрида бора. Методом травления в горячей щелочи удаляют гексагональный нитрид бора. Выход продукта СТМ - 98,0 мас.%., КНБ - 88,0 мас. %. Размеры частиц кубического нитрида бора - 1,4 ±0,1 мкм.The components are mixed in the mixer, achieving the distribution of ultrafine diamond powder in the volume of hexagonal boron nitride. The filled container is placed in a toroid-type high-pressure apparatus, compressed to a pressure of 6.5 GPa, heated by passing a cylindrical heating element made of a mixture of graphite with hexagonal boron nitride through an electric current to a temperature of 650 ° C and maintained at these parameters for 40 s. extracts, turn off the heat, relieve pressure and remove the product of synthesis. Determine the proportion of transition hexagonal boron nitride in the CNS, which averaged 97% by weight of hexagonal boron nitride. The composition of the material obtained is 10 wt.% UDA, 88.0 wt.% CBF, 2.0 wt.% Hexagonal boron nitride. Hexagonal boron nitride is removed by hot-alkali etching. The product yield STM - 98.0 wt.%., CNB - 88.0 wt. % The particle size of cubic boron nitride is 1.4 ± 0.1 μm.

Пример 43. Выполняют те же операции и при тех же давлениях, и температурах выдержки, что и в примере 42, но термообработку проводят в течение 120 с. Состав полученного материала -10 мас.% УДА, 88,0 мас.% кубического нитрида бора, 2,0 мас.% гексагонального нитрида бора. Методом травления вExample 43. The same operations are performed at the same pressures and holding temperatures as in Example 42, but the heat treatment is carried out for 120 s. The composition of the material obtained is 10 wt.% UDA, 88.0 wt.% Cubic boron nitride, 2.0 wt.% Hexagonal boron nitride. Etching method in

- 8 006011 горячей щелочи удаляют гексагональный нитрид бора.. Выход продукта СТМ - 98,0 мас.%, кубического нитрида бора - 88,0 мас.%. Размеры частиц кубического нитрида бора - 3,3 ±0,1 мкм.- 8 006011 hot alkali removes hexagonal boron nitride .. Product yield STM - 98.0 wt.%, Cubic boron nitride - 88.0 wt.%. The particle size of cubic boron nitride is 3.3 ± 0.1 μm.

Пример 44. Выполняют те же операции и при тех же давлениях, и температурах выдержки, что и в примере 42, но термообработку проводят в течение 20 с. Состав полученного материала -10 мас.% УДА, 77,0 мас.% кубического нитрида бора, 13,0 мас.% гексагонального нитрида бора. Методом травления в горячей щелочи удаляют гексагональный нитрид бора. Выход продукта СТМ- 87,0 мас.%, кубического нитрида бора - 77,0 мас.%. Размеры частиц кубического нитрида бора - 0,5 ±0,05 мкм.Example 44. Perform the same operations and at the same pressures and holding temperatures as in example 42, but the heat treatment is carried out for 20 s. The composition of the material obtained is 10 wt.% UDA, 77.0 wt.% Cubic boron nitride, 13.0 wt.% Hexagonal boron nitride. Hexagonal boron nitride is removed by hot-alkali etching. The yield of the product STM is 87.0 wt.%, Cubic boron nitride - 77.0 wt.%. The particle size of cubic boron nitride is 0.5 ± 0.05 microns.

3.1. Материалы на основе алмаза и кубического нитрида бора.3.1. Materials based on diamond and cubic boron nitride.

Приготавливают шихту из исходного материала графита и гексагонального нитрида бора с добавлением смешиванием ультрадисперсных порошков (например, ультрадисперсного алмаза, ультрадисперсного порошка кубического нитрида бора, ультрадисперсных порошков материалов 4 группы, ультрадисперсных порошков материалов А3В5) в смесителе.The mixture is prepared from the raw material of graphite and hexagonal boron nitride with the addition of blending ultrafine powders (for example, ultrafine diamond, ultrafine powder of cubic boron nitride, ultrafine powders of materials A 3 B 5 ) in a mixer.

Затем брикетируют шихту, подвергая ее давлению Р= 0,5 Гпа, и помещают в цилиндрическую емкость теплоэлектроизоляционного контейнера, закрывая с обеих сторон прессованными крышками из смеси графита и известняка.Then the mixture is briquetted, subjecting it to pressure P = 0.5 GPa, and placed in a cylindrical container of a heat-insulating container, closing on both sides with pressed caps from a mixture of graphite and limestone.

Снаряженный таким образом контейнер помещают в аппарат высокого давления и сжимают его до давления, соответствующего области устойчивого образования алмаза и кубического нитрида бора, и затем нагревают за счет пропускания электрического тока через цилиндрический нагревательный элемент, изготовленный из смеси графита и гексагонального нитрида бора до температуры, соответствующей этому давлению, затем выдерживают при этих температуре и давлении в течение заданного времени.The container thus equipped is placed in a high-pressure apparatus and compressed to a pressure corresponding to the region of stable formation of diamond and cubic boron nitride, and then heated by passing an electric current through a cylindrical heating element made of a mixture of graphite and hexagonal boron nitride to a temperature corresponding to this pressure is then maintained at this temperature and pressure for a predetermined time.

После выдержки отключают электрический ток, снимают давление и извлекают продукт синтеза сверхтвердый материал, содержащий УДА, алмаз и кубический нитрид бора и связующее - графит и гексагональный нитрид бора.After holding, the electric current is switched off, the pressure is removed, and the superhard material containing UDA, diamond and cubic boron nitride and the binder graphite and hexagonal boron nitride are removed from the synthesis product.

В результате, в зависимости от практического назначения, получают материалы с различным соотношением между сверхтвердыми составляющими (мелкодисперсной составляющей-УДА и алмазом и кубическим нитридом бора с заданными размерами частиц) и связующим - смесь графита и гексагонального нитрида бора.As a result, depending on the practical purpose, materials are obtained with different ratios between the superhard components (the fine component — UFD and diamond and cubic boron nitride with given particle sizes) and the binder — a mixture of graphite and hexagonal boron nitride.

3.1.1. Использование ультрадисперсного алмаза (УДА).3.1.1. The use of ultrafine diamond (UDA).

Ниже приведены примеры (табл. 3) конкретного осуществления способа получения искусственных сверхтвердых материалов, содержащий УДА, алмаз и кубический нитрид бора. В качестве ультрадисперсного порошка используется ультрадисперсный порошок алмаза.Below are examples (Table 3) of the specific implementation of the method for producing artificial superhard materials containing UDD, diamond and cubic boron nitride. As an ultrafine powder, ultrafine diamond powder is used.

Таблица 3. Примеры конкретного осуществления способа получения синтетических сверхтвердых материалов, содержащих УДА, алмаз и кубический нитрид бораTable 3. Examples of a specific implementation of the method of obtaining synthetic superhard materials containing UDA, diamond and cubic boron nitride

№ примера Example number Состав исходной шихты, масс. %. The composition of the initial mixture, the masses. % Р, ГПа R, GPA т, “с t, “with ΐ, сек. ΐ, seconds Состав продукта синтеза, масс. % The composition of the synthesis product, mass. % Степень превращения,% графиталмаз/ГНБКНБ The degree of conversion,% graphitalmaz / GNBKNB Графит /ГНБ Graphite / HDD УДА Uda алмаз / КНБ diamond / CBN графит /ГНБ graphite / HDD УДА Uda 1 .Состав исходной шихты 1. Composition of the initial charge 45 45 99,0/0,5 99.0 / 0.5 0,5 0.5 6,5 6.5 800 800 40 40 0,8/0,0 0.8 / 0.0 98,2/0,5 98.2 / 0.5 0,5 0.5 0,8/0,0 0.8 / 0.0 46 46 99,0/0,5 99.0 / 0.5 0,5 0.5 6,5 6.5 650 650 40 40 0,0/0,1 0.0 / 0.1 99,0/0,4 99.0 / 0.4 0,5 0.5 0,0/20,0 0.0 / 20.0 47 47 98,0/1,0 98.0 / 1.0 1,0 1.0 6,5 6.5 800 800 40 40 7,0/0,0 7.0 / 0.0 92,0/1,0 92.0 / 1.0 1,0 1.0 7,0/0,0 7.0 / 0.0 48 48 98,0/1,0 98.0 / 1.0 1,0 1.0 6,5 6.5 650 650 40 40 0,0/0,8 0.0 / 0.8 98,0/0,2 98.0 / 0.2 1,0 1.0 0,0/80,0 0.0 / 80.0 49 49 90,0/5,0 90.0 / 5.0 5,0 5.0 6,5 6.5 800 800 40 40 27,0/0.3 27.0 / 0.3 63,0/4,7 63.0 / 4.7 5,0 5.0 30,0/5,0 30.0 / 5.0 50 50 90,0/5,0 90.0 / 5.0 5,0 5.0 6,5 6.5 650 650 40 40 4,5/4,3 4.5 / 4.3 85,5/0,7 85.5 / 0.7 5,0 5.0 5,0/85,0 5.0 / 85.0 51 51 40,0/40,0 40.0 / 40.0 20,0 20.0 6,5 6.5 800 800 40 40 28,0/4,0 28.0 / 4.0 20,0/36,0 20.0 / 36.0 20,0 20.0 70,0/10,0 70.0 / 10.0 52 52 40,0/40,0 40.0 / 40.0 20,0 20.0 6,5 6.5 650 650 40 40 0,4/36,0 0.4 / 36.0 39,6/4,0 39.6 / 4.0 20,0 20.0 1,0/90,0 1.0 / 90.0 53 53 25,0/25,0 25.0 / 25.0 50,0 50.0 6,0 6.0 800 800 40 40 20,0/12,5 20.0 / 12.5 5,0/12,5 5.0 / 12.5 50 50 80,0/50,0 80.0 / 50.0 54 54 25,0/25,0 25.0 / 25.0 50,0 50.0 6,0 6.0 650 650 40 40 7,5/22,5 7.5 / 22.5 17,5/2.5 17.5 / 2.5 50 50 30,0,0/90,0 30.0.0 / 90.0 55 55 5,0/90,0 5.0 / 90.0 5,0 5.0 6,5 6.5 650 650 40 40 0,3/76,5 0.3 / 76.5 4,7/13,5 4.7 / 13.5 5,0 5.0 5,0/85,0 5.0 / 85.0 56 56 5,0/90,0 5.0 / 90.0 5,0 5.0 6,5 6.5 800 800 40 40 1,5/18,0 1.5 / 18.0 4,5/72,0 4.5 / 72.0 5,0 5.0 30,0/20,0 30.0 / 20.0 57 57 1,0/98,0 1.0 / 98.0 1,0 1.0 6,5 6.5 650 650 40 40 0,0/63,7 0.0 / 63.7 0,0/34,3 0.0 / 34.3 1,0 1.0 0,0/65,0 0.0 / 65.0 58 58 1,0/98,0 1.0 / 98.0 1,0 1.0 6,5 6.5 800 800 40 40 0,4/13,7 0.4 / 13.7 0,6/84,3 0.6 / 84.3 1,0 1.0 40,0/15,0 40.0 / 15.0 59 59 0,5/99,0 0.5 / 99.0 0,5 0.5 6,5 6.5 650 650 40 40 0,0/4,5 0.0 / 4.5 0,0/94,5 0.0 / 94.5 0,5 0.5 0,0/5,0 0.0 / 5.0 60 60 0,5/99,0 0.5 / 99.0 0,5 0.5 6,5 6.5 800 800 40 40 0,3/0,5 0.3 / 0.5 0,2/98,5 0.2 / 98.5 0,5 0.5 0,6/0,5 0.6 / 0.5

- 9 006011- 9 006011

61 61 5,0/5,0 5.0 / 5.0 90,0 90.0 6,0 6.0 800 800 40 40 3,7/2,0 3.7 / 2.0 1,3/3.0 1.3 / 3.0 90,0 90.0 75,0/40.0 75.0 / 40.0 62 62 5,0/5,0 5.0 / 5.0 90,0 90.0 6,0 6.0 650 650 40 40 0,05/3.5 0.05 / 3.5 4,8/1.5 4.8 / 1.5 90.0 90.0 1.0/70,0 1.0 / 70.0 63 63 2,5/2,5 2.5 / 2.5 95.0 95.0 6,0 6.0 800 800 40 40 2.0/0.9 2.0 / 0.9 0,5/1.6 0.5 / 1.6 90.0 90.0 80.0/35,0 80.0 / 35.0 64 64 2,5/2,5 2.5 / 2.5 95,0 95.0 6,0 6.0 650 650 40 40 0,02/1,0 0.02 / 1.0 2,45/1.5 2.45 / 1.5 90.0 90.0 1,0/40,0 1.0 / 40.0 65 65 0.5/0,5 0.5 / 0.5 99,0 99.0 6.0 6.0 800 800 40 40 0.0/0,0 0.0 / 0.0 0.5/0.5 0.5 / 0.5 90.0 90.0 0.1/0.1 0.1 / 0.1 66 66 0,5/0,5 0.5 / 0.5 99,0 99.0 6,0 6.0 650 650 40 40 0,0/0,0 0.0 / 0.0 0.5/0.5 0.5 / 0.5 90.0 90.0 0.1/0.1 0.1 / 0.1 2.Зависимость от температуры 2. Temperature dependence 67 67 40,0/40,0 40.0 / 40.0 20,0 20.0 6,0 6.0 300 300 40 40 0,2/0,4 0.2 / 0.4 39,8/39,6 39.8 / 39.6 20,0 20.0 0,05/0,1 0.05 / 0.1 68 68 40,0/40,0 40.0 / 40.0 20,0 20.0 6,0 6.0 650 650 40 40 0,4/36,0 0.4 / 36.0 39,6/4,0 39.6 / 4.0 20,0 20.0 1.0/90,0 1.0 / 90.0 69 69 40,0/40,0 40.0 / 40.0 20,0 20.0 6,0 6.0 700 700 40 40 3,2/36,0 3.2 / 36.0 36,8/4,0 36.8 / 4.0 20.0 20.0 8,0/90,0 8.0 / 90.0 70 70 40,0/40,0 40.0 / 40.0 20,0 20.0 6,0 6.0 750 750 40 40 20,0/28,0 20.0 / 28.0 20,0/12,0 20.0 / 12.0 20.0 20.0 50,0/70,0 50.0 / 70.0 71 71 40,0/40,0 40.0 / 40.0 20,0 20.0 6,0 6.0 800 800 40 40 28,0/4,0 28.0 / 4.0 2,0/36.0 2.0 / 36.0 20,0 20.0 70,0/10.0 70.0 / 10.0 72 72 40,0/40,0 40.0 / 40.0 20,0 20.0 6,0 6.0 850 850 40 40 30,0/0,4 30.0 / 0.4 10.0,39.6 10.0,39.6 20,0 20.0 75,0/1.0 75.0 / 1.0 73 73 40,0/40,0 40.0 / 40.0 20,0 20.0 6,0 6.0 1600 1600 40 40 36,0/36,0 36.0 / 36.0 4,0/4.0 4.0 / 4.0 20,0 20.0 90,0/90,0 90.0 / 90.0 74 74 40,0/40,0 40.0 / 40.0 20,0 20.0 6,0 6.0 2000 2000 40 40 1,2/2,0 1.2 / 2.0 38,8/38,0 38.8 / 38.0 20,0 20.0 3,0/5,0 3.0 / 5.0 75 75 40,0/40,0 40.0 / 40.0 20,0 20.0 6,0 6.0 2100 2100 40 40 0,04/0,12 0.04 / 0.12 39,9/39,9 39.9 / 39.9 20,0 20.0 0,02/0,03 0.02 / 0.03 3.Зависимость от времени термобарической обработки 3. Thermobaric treatment time dependence 76 76 40,0/40,0 40.0 / 40.0 20,0 20.0 6,0 6.0 650 650 5 five 0,0/0,4 0.0 / 0.4 40,0/39,6 40.0 / 39.6 20,0 20.0 0,0/1,0 0.0 / 1.0 77 77 40,0/40,0 40.0 / 40.0 20,0 20.0 6,0 6.0 650 650 10 ten 0,0/2,0 0.0 / 2.0 40,0/38,0 40.0 / 38.0 20.0 20.0 0,01/5,0 0.01 / 5.0 78 78 40,0/40,0 40.0 / 40.0 20,0 20.0 6,0 6.0 650 650 20 20 0,02/16,0 0.02 / 16.0 39,9/24,0 39.9 / 24.0 20,0 20.0 0,05/40,0 0.05 / 40.0 79 79 40,0/40,0 40.0 / 40.0 20,0 20.0 6,0 6.0 650 650 30 thirty 0,2/28,0 0.2 / 28.0 39,8/12,0 39.8 / 12.0 20.0 20.0 0,5/70,0 0.5 / 70.0 80 80 40,0/40,0 40.0 / 40.0 20,0 20.0 6,0 6.0 650 650 40 40 0,4/36,0 0.4 / 36.0 39,6/4.0 39.6 / 4.0 20.0 20.0 1,0/90,0 1.0 / 90.0 81 81 40,0/40,0 40.0 / 40.0 20,0 20.0 6,0 6.0 650 650 60 60 1,2/36,0 1.2 / 36.0 38,8/4.0 38.8 / 4.0 20.0 20.0 3,0/90.0 3.0 / 90.0 82 82 40,0/40,0 40.0 / 40.0 20.0 20.0 6.0 6.0 650 650 300 300 2.4/38,0 2.4 / 38.0 37.6/2.0 37.6 / 2.0 20.0 20.0 6,0/95.0 6.0 / 95.0 83 83 40,0/40,0 40.0 / 40.0 20,0 20.0 6,0 6.0 800 800 5 five 0,3/0,2 0.3 / 0.2 39,7/39.8 39.7 / 39.8 20.0 20.0 0,7/0,5 0.7 / 0.5 84 84 40,0/40,0 40.0 / 40.0 20,0 20.0 6,0 6.0 800 800 10 ten 1,6/1,2 1.6 / 1.2 38,4/38.8 38.4 / 38.8 20.0 20.0 4,0/3,0 4.0 / 3.0 85 85 40,0/40,0 40.0 / 40.0 20,0 20.0 6,0 6.0 800 800 20 20 8.0/2,4 8.0 / 2.4 32.0/37.6 32.0 / 37.6 20.0 20.0 20,0/6,0 20.0 / 6.0 86 86 40,0/40,0 40.0 / 40.0 20,0 20.0 6,0 6.0 800 800 30 thirty 20,0/3,2 20.0 / 3.2 20,0/36,8 20.0 / 36.8 20.0 20.0 50,0/8,0 50.0 / 8.0 87 87 40,0/40,0 40.0 / 40.0 20,0 20.0 6,0 6.0 800 800 40 40 28,0/4,0 28.0 / 4.0 2,0/36,0 2.0 / 36.0 20,0 20.0 70,0/10,0 70.0 / 10.0 88 88 40,0/40,0 40.0 / 40.0 20,0 20.0 6,0 6.0 800 800 60 60 32,0/5,2 32.0 / 5.2 8,0/34.8 8.0 / 34.8 20.0 20.0 80,0/13,0 80.0 / 13.0 89 89 40,0/40,0 40.0 / 40.0 20,0 20.0 6.0 6.0 800 800 300 300 34,0/8,0 34.0 / 8.0 6,0/32.0 6.0 / 32.0 20.0 20.0 85.0/20.0 85.0 / 20.0

3.2. Инструменты из сверхтвердого материала на основе алмаза и кубического нитрида бора.3.2. Tools made of superhard material based on diamond and cubic boron nitride.

Пример 90. Приготавливают шихту из 45,0 мас.% графита и 45,0 мас.% гексагонального нитрида бора с добавлением УДА в соотношении: 90,0 мас.% графита и гексагонального нитрида бора, 10,0 мас.% УДА.Example 90. Prepare a mixture of 45.0 wt.% Graphite and 45.0 wt.% Hexagonal boron nitride with the addition of UDA in the ratio: 90.0 wt.% Graphite and hexagonal boron nitride, 10.0 wt.% UDA.

Смешивание компонентов осуществляют в смесителе, добиваясь равномерного распределения графита и гексагонального нитрида бора. Смешивание компонентов далее осуществляют в смесителе, добиваясь распределения ультрадисперсного порошка алмаза в объеме графита и гексагонального нитрида бора. Осуществляют предварительное формование инструмента нужной формы и размеров, запрессовывают формообразующие пространства инертным под высоким давлением, но легко удаляемым после термобарической обработки веществом, например ИаС1. Затем брикетируют заготовку, подвергая ее давлению Р=0,5 ГПа и размещают в цилиндрические нагревательные элементы из смеси графита и гексагонального нитрида бора, которые затем помещают в цилиндрическую емкость теплоэлектроизоляционного контейнера, закрывая с обеих сторон прессованными крышками из смеси графита и известняка. Снаряженный контейнер помещают в аппарат высокого давления типа тороид , сжимают до давления 7,0 ГПа, нагревают за счет пропускания через нагревательные элементы электрического тока до температуры 730°С и выдерживают при данных параметрах в течение 40 с выдержки отключают нагрев, снимают давление и извлекают продукты синтеза. После растворения формообразующего ИаС1 в воде получают необходимую заготовку для инструмента. Методом рентгеноструктурного дифракционного анализа определяют долю перехода графита и гексагонального нитрида бора в алмаз и кубический нитрид бора в материале инструмента, которая составила в среднем 90,0 % от массы графита и гексагонального нитрида бора. Состав полученного материала для инструмента - 10,0 мас.% УДА, 81,0 мас.% алмаза и кубического нитрида бора (39,0 мас.% алмаза и 42 мас.% КНБ), 9,0 мас.% графита и гексагонального нитрида бора (соответственно 6,0 мас.% графита и 3,0 мас.% гексагонального нитрида бора).The components are mixed in the mixer, achieving a uniform distribution of graphite and hexagonal boron nitride. The mixing of the components is then carried out in a mixer, achieving the distribution of ultrafine diamond powder in the volume of graphite and hexagonal boron nitride. The tool is preformed to the required shape and size, and the forming spaces are pressed with inert high pressure but easily removed after thermobaric treatment with a substance, for example Iac1. Then, the workpiece is briquetted by exposing it to pressure P = 0.5 GPa and placed into cylindrical heating elements from a mixture of graphite and hexagonal boron nitride, which are then placed in a cylindrical container of a thermal insulating container, closing on both sides with pressed caps from a mixture of graphite and limestone. The filled container is placed in a toroid-type high-pressure apparatus, compressed to a pressure of 7.0 GPa, heated by passing electric current through the heating elements to a temperature of 730 ° C and maintained at these parameters for 40 s, shut off the heat, relieve the pressure and remove the products synthesis. After dissolving the formative IAS1 in water, the necessary blank for the instrument is obtained. The x-ray diffraction analysis method determines the fraction of transition of graphite and hexagonal boron nitride to diamond and cubic boron nitride in the tool material, which averaged 90.0% of the mass of graphite and hexagonal boron nitride. The composition of the material obtained for the tool is 10.0 wt.% UDA, 81.0 wt.% Diamond and cubic boron nitride (39.0 wt.% Diamond and 42 wt.% CBF), 9.0 wt.% Graphite and hexagonal boron nitride (respectively 6.0 wt.% graphite and 3.0 wt.% hexagonal boron nitride).

3.3. Получение порошков алмаза и кубического нитрида бора заданной зернистости.3.3. Obtaining powders of diamond and cubic boron nitride of a given grain.

- 10 006011- 10 006011

Пример 91. Приготавливают шихту из графита и гексагонального нитрида бора (45,0 мас.% графита и 45,0 мас.% гексагонального нитрида бора) с добавлением УДА в соотношении 90,0 мас.% смеси графита и гексагонального нитрида бора, 10,0 мас.% УДА.Example 91. Prepare a mixture of graphite and hexagonal boron nitride (45.0 wt.% Graphite and 45.0 wt.% Hexagonal boron nitride) with the addition of UDA in the ratio of 90.0 wt.% A mixture of graphite and hexagonal boron nitride, 10, 0 wt.% UDA.

Смешивание компонентов осуществляют в смесителе, добиваясь распределения ультрадисперсного порошка алмаза в объеме смеси графита и гексагонального нитрида бора. Снаряженный контейнер помещают в аппарат высокого давления типа тороид , сжимают до давления 6,5 ГПа, нагревают за счет пропускания через нагревательные элементы из смеси графита и гексагонального нитрида бора электрического тока до температуры 730°С и выдерживают при данных параметрах в течение 40 с выдержки отключают нагрев, снимают давление и извлекают продукты синтеза. Определяют долю перехода графита и гексагонального нитрида бора в алмаз и кубический нитрид бора в материале инструмента, которая составила в среднем 90,0% от массы графита и гексагонального нитрида бора. Состав полученного материала -10 мас.% УДА, 82,0 мас.% алмаза и кубического нитрида бора (39,0 мас.% алмаза и 43,0 мас.% кубического нитрида бора) и 8,0 мас.% графита и гексагонального нитрида бора (соответственно 6,0 мас.% графита и 2,0 мас.% гексагонального нитрида бора) Методом прокаливания в среде кислорода и обработки в горячей щелочи удаляют графит и гексагональный нитрид бора. Выход продукта порошка СТМ - 82,0 мас.%, алмаза и кубического нитрида бора и 10 мас.% УДА. Размеры частиц алмаза и кубического нитрида бора - 1,2 ±0,1 мкм.The components are mixed in a mixer, achieving the distribution of ultrafine diamond powder in the volume of a mixture of graphite and hexagonal boron nitride. The equipped container is placed in a toroid-type high-pressure apparatus, compressed to a pressure of 6.5 GPa, heated by passing electric heating current through heating elements made of a mixture of graphite and hexagonal boron nitride to a temperature of 730 ° C and kept at these parameters for 40 seconds. heat, relieve pressure and extract the products of synthesis. The fraction of transition of graphite and hexagonal boron nitride to diamond and cubic boron nitride in the tool material is determined, which averaged 90.0% of the mass of graphite and hexagonal boron nitride. The composition of the material obtained is 10 wt.% UDA, 82.0 wt.% Diamond and cubic boron nitride (39.0 wt.% Diamond and 43.0 wt.% Cubic boron nitride) and 8.0 wt.% Graphite and hexagonal Boron nitride (6.0 wt.% of graphite and 2.0 wt.% of hexagonal boron nitride, respectively). Calcination and hexagonal boron nitride are removed by calcining oxygen in a hot alkali process. The yield of the product STM powder - 82.0 wt.%, Diamond and cubic boron nitride and 10 wt.% UDA. The size of the diamond particles and cubic boron nitride is 1.2 ± 0.1 μm.

Пример 92. Выполняют те же операции и при тех же давлениях, и температурах выдержки, что и в примере 47, но термообработку проводят в течение 120 с. Состав полученного материала -10 мас.% УДА, 87,0 мас.% алмаза и кубического нитрида бора, 3,0 мас.% графита и гексагонального нитрида бора. Методом прокаливания в среде кислорода и обработки в горячей щелочи удаляют графит и гексагональный нитрид бора. Выход продукта СТМ- 97,0 мас.%, алмаза и кубического нитрида бора- 87,0 мас.%. Размеры частиц алмаза и кубического нитрида бора -2,4 ±0,1 мкм.Example 92. Perform the same operations and at the same pressures and holding temperatures as in Example 47, but the heat treatment is carried out for 120 s. The composition of the material obtained is 10 wt.% UDA, 87.0 wt.% Diamond and cubic boron nitride, 3.0 wt.% Graphite and hexagonal boron nitride. The method of calcination in the environment of oxygen and processing in hot alkali remove graphite and hexagonal boron nitride. The yield of the product STM - 97.0 wt.%, Diamond and cubic boron nitride - 87.0 wt.%. The size of the diamond particles and cubic boron nitride is -2.4 ± 0.1 μm.

Пример 93. Выполняют те же операции и при тех же давлениях, и температурах выдержки, что и в примере 47, но термообработку проводят в течение 25 с. Состав полученного материала -10 мас.% УДА, 60,0 мас.% алмаза и кубического нитрида бора, 30,0 мас.% графита и гексагонального нитрида бора. Методом прокаливания в среде кислорода и обработки в горячей щелочи удаляют графит и гексагональный нитрид бора. Выход продукта СТМ - 70,0 мас.%, алмаза и кубического нитрида бора - 60,0 мас.%. Размеры частиц алмаза и кубического нитрида бора - 0,6 ±0,05 мкм.Example 93. The same operations are performed under the same pressures and holding temperatures as in Example 47, but the heat treatment is carried out for 25 seconds. The composition of the material obtained is 10 wt.% UDA, 60.0 wt.% Diamond and cubic boron nitride, 30.0 wt.% Graphite and hexagonal boron nitride. The method of calcination in the environment of oxygen and processing in hot alkali remove graphite and hexagonal boron nitride. The product yield STM - 70.0 wt.%, Diamond and cubic boron nitride - 60.0 wt.%. The size of diamond particles and cubic boron nitride is 0.6 ± 0.05 microns.

4. Использование ультрадисперсных порошков других материалов: ультрадисперсного порошка кубического нитрида бора (УДИНБ), ультрадисперсных порошков материалов 4 группы, например кремния (УДПК), ультрадисперсных порошков материалов А3В5,например нитрида алюминия (УДПНА).4. The use of ultrafine powders of other materials: ultrafine powder of cubic boron nitride (UDIB), ultrafine powders of materials of the 4th group, for example, silicon (UPDK), ultrafine powders of A 3 B 5 materials, for example, aluminum nitride (UDPNA).

4.1. Использование ультрадисперсного порошка нитрида бора (УДИНБ).4.1. The use of ultrafine powder of boron nitride (UDIB).

4.1.1 Материалы.4.1.1 Materials.

Таблица 4. Примеры конкретного осуществления способа получения синтетических сверхтвердых материалов, содержащих УДИНБ и кубический нитрид бора_____________________Table 4. Examples of a specific implementation of the method of producing synthetic superhard materials containing UDIBS and cubic boron nitride _____________________

№ примера Example number Состав исходной шихты, масс. %. The composition of the initial mixture, the masses. % Р, ГПа R, GPa Т, °с T ° ГНБ HDD УДПНБ UDPNB 1 .Состав исхо 1. Composition ishod 94 94 99,5 99.5 0,5 0.5 6,0 6.0 550 550 95 95 99,0 99.0 1,0 1.0 6,0 6.0 550 550 96 96 95,0 95.0 5,0 5.0 6,0 6.0 550 550 97 97 80,0 80.0 20,0 20.0 6,0 6.0 550 550 98 98 50,0 50.0 50,0 50.0 6,0 6.0 550 550 99 99 5,0 5.0 95,0 95.0 6,0 6.0 550 550 100 100 1,0 1.0 99,0 99.0 6,0 6.0 550 550 2.Зависимость о 2. Dependence about 101 101 80,0 80.0 20,0 20.0 6,0 6.0 250 250 102 102 80,0 80.0 20.0 20.0 6.0 6.0 350 350 103 103 80,0 80.0 20,0 20.0 6,0 6.0 550 550 104 104 80,0 80.0 20,0 20.0 6.0 6.0 1600 1600 105 105 80,0 80.0 20,0 20.0 6,0 6.0 2000 2000 106 106 80,0 80.0 20,0 20.0 6,0 6.0 2100 2100 3.Зависимость от времени те 3.Time dependence 107 107 80,0 80.0 20,0 20.0 6,0 6.0 550 550 108 108 80,0 80.0 20,0 20.0 6,0 6.0 550 550 109 109 80,0 80.0 20,0 20.0 6,0 6.0 550 550 110 110 80,0 80.0 20,0 20.0 6,0 6.0 550 550 111 111 80,0 80.0 20,0 20.0 6,0 6.0 550 550

1, сек 1 sec Состав продукта синтеза, масс. % The composition of the synthesis product, mass. % Степень преврашения, % Degree of transformation % КНБ CBN ГИБ GIB УДПНБ UDPNB )ДНОЙ шихты ) BOTTOM CHARGE 40 40 1,2 1.2 98,3 98.3 0,5 0.5 1,2 1.2 40 40 11,9 11.9 87,1 87.1 1,0 1.0 12,0 12.0 40 40 40,1 40.1 54,9 54.9 5,0 5.0 43,0 43.0 40 40 68,0 68.0 12,0 12.0 20,0 20.0 85,0 85.0 40 40 43,5 43.5 6,5 6.5 50 50 87,0 87.0 40 40 4,7 4.7 0,3 0.3 95,0 95.0 95,0 95.0 40 40 1,0 1.0 0,0 0.0 99,0 99.0 98,0 98.0 >т температуры > t temperature 30 thirty 0,4 0.4 79,6 79.6 20,0 20.0 0,5 0.5 30 thirty 4,2 4.2 75,8 75.8 20,0 20.0 5.3 5.3 30 thirty 70,0 70.0 10,0 10.0 20.0 20.0 88.0 88.0 30 thirty 76,0 76.0 4,0 4.0 20,0 20.0 95,0 95.0 30 thirty 3,2 3.2 76,8 76,8 20,0 20.0 4,0 4.0 30 thirty 0,4 0.4 79,6 79.6 20,0 20.0 0,5 0.5 ермобарической обработки thermobaric treatment 5 five 0,8 0.8 79,2 79.2 20,0 20.0 Г ι,ο Г ι, ο 10 ten 5,6 5.6 74,4 74.4 20,0 20.0 7,0 7.0 40 40 68,0 68.0 12,0 12.0 20,0 20.0 85.0 85.0 60 60 73,6 73.6 6,4 6.4 20,0 20.0 92,0 92.0 300 300 76,0 76.0 4,0 4.0 20,0 20.0 95,0 95.0

- 11 006011- 11 006011

4.1.2. Инструменты из сверхтвердого материала на основе кубического нитрида бора.4.1.2. Tools from superhard material based on cubic boron nitride.

Пример 112. Приготавливают шихту из гексагонального нитрида бора с добавлением УДПНБ в соотношении 80,0 мас.% гексагонального нитрида бора, 20,0 мас.% УДПНБ.Example 112. Prepare a mixture of hexagonal boron nitride with the addition of UDPNB in the ratio of 80.0 wt.% Hexagonal boron nitride, 20.0 wt.% UDPNB.

Смешивание компонентов осуществляют в смесителе, добиваясь распределения УДПНБ в объеме гексагонального нитрида бора. Осуществляют предварительное формование инструмента нужной формы и размеров, запрессовывают формообразующие пространства инертным под высоким давлением, но легко УДПНБ удаляемым после термобарической обработки веществом, например ЫаС1. Затем брикетируют заготовку, подвергая ее давлению Р=0,5 ГПа и помещают в цилиндрическую емкость теплоэлектроизоляционного контейнера, закрывая с обеих сторон прессованными крышками из смеси графита и известняка. Снаряженный контейнер помещают в аппарат высокого давления типа тороид , сжимают до давления 6,0 ГПа, нагревают за счет пропускания через цилиндрический нагревательный элемент, изготовленный из смеси графита с гексагональным нитридом бора, электрического тока до температуры 550°С и выдерживают при данных параметрах в течение 50 с выдержки отключают нагрев, снимают давление и извлекают продукт синтеза. После растворения формообразующего №1С1 в воде получают необходимую заготовку для инструмента. Методом рентгеноструктурного дифракционного анализа определяют долю перехода ГНБ в КНБ в материале инструмента, которая составила в среднем 88,0% от массы гексагонального нитрида бора. Состав полученного материала для инструмента-20,0 мас.% УДПНБ, 69,0 мас.% КНБ, 11,0 мас.% гексагонального нитрида бора.The mixing of the components is carried out in a mixer, achieving the distribution of UDPNB in the volume of hexagonal boron nitride. Carry out the preliminary molding of the tool of the desired shape and size, press-molding the forming spaces with an inert high pressure, but easily UDPNB with a substance removed after thermobaric treatment, for example, NaCl. Then, the workpiece is briquetted, subjecting it to pressure P = 0.5 GPa and placed in a cylindrical container of a heat-insulating container, closing on both sides with pressed caps from a mixture of graphite and limestone. The filled container is placed in a toroid-type high-pressure apparatus, compressed to a pressure of 6.0 GPa, heated by passing a cylindrical heating element made of a mixture of graphite with hexagonal boron nitride through an electric current to a temperature of 550 ° C and maintained at these parameters for 50 seconds of shutdowns turn off the heat, relieve the pressure and remove the product of synthesis. After dissolution of the forming No. 1С1 in water, the necessary blank for the tool is obtained. The X-ray diffraction analysis method determines the fraction of the transfer of HDD to CBN in the tool material, which averaged 88.0% of the mass of hexagonal boron nitride. The composition of the material obtained for the tool is 20.0 wt.% UDPNB, 69.0 wt.% CNB, 11.0 wt.% Hexagonal boron nitride.

4.1.3. Получение порошков кубического нитрида бора заданной зернистости.4.1.3. Obtaining powders of cubic boron nitride of a given grain.

Пример 113. Приготавливают шихту из гексагонального нитрида бора с добавлением УДПНБ в соотношении 90,0 мас.% гексагонального нитрида бора, 10,0 мас.% УДПНБ.Example 113. Prepare a mixture of hexagonal boron nitride with the addition of UDPNB in the ratio of 90.0 wt.% Hexagonal boron nitride, 10.0 wt.% UDPNB.

Смешивание компонентов осуществляют в смесителе, добиваясь распределения УДПНБ в объеме гексагонального нитрида бора. Снаряженный контейнер помещают в аппарат высокого давления типа тороид , сжимают до давления 7,0 ГПа, нагревают за счет пропускания через цилиндрический нагревательный элемент, изготовленный из смеси графита с гексагональным нитридом бора, электрического тока до температуры 650°С и выдерживают при данных параметрах в течение 40 с выдержки, отключают нагрев, снимают давление и извлекают продукт синтеза. Определяют долю перехода гексагонального нитрида бора в КНБ, которая составила в среднем 90,0% от массы гексагонального нитрида бора . Состав полученного материала -10 мас.% УДПНБ, 81,0 мас.%КНБ, 9,0 мас.% гексагонального нитрида бора. Методом травления в горячей щелочи УДПНБ удаляют гексагональный нитрид бора. Выход продукта СТМ - 91,0 мас.%, КНБ - 81,0 мас.%. Размеры частиц кубического нитрида бора - 1,5±0,1 мкм.The mixing of the components is carried out in a mixer, achieving the distribution of UDPNB in the volume of hexagonal boron nitride. The filled container is placed in a toroid-type high-pressure apparatus, compressed to a pressure of 7.0 GPa, heated by passing a cylindrical heating element made of a mixture of graphite with hexagonal boron nitride through an electric current to a temperature of 650 ° C and maintained at these parameters for 40 seconds, turn off the heat, relieve the pressure and remove the product of synthesis. The fraction of transition of hexagonal boron nitride to CBN is determined, which averaged 90.0% of the mass of hexagonal boron nitride. The composition of the obtained material is 10 wt.% UDPNB, 81.0 wt.% CNF, 9.0 wt.% Hexagonal boron nitride. Hexagonal boron nitride is removed by the etching method in hot alkali UDPNB. The product yield STM - 91,0 wt.%, KNB - 81,0 wt.%. The particle size of cubic boron nitride is 1.5 ± 0.1 μm.

Пример 114. Выполняют те же операции и при тех же давлениях, и температурах выдержки, что и в примере 20, но термообработку проводят в течение 250 с. Состав полученного материала -10 мас.% УДПНБ, 85,0 мас .% кубического нитрида бора, 5,0 мас.% гексагонального нитрида бора. Методом травления в горячей щелочи УДПНБ удаляют гексагональный нитрид бора. Выход продукта СТМ - 95,0 мас.%. кубического нитрида бора - 85,0 мас.%. Размеры частиц кубического нитрида бора - 5,5 ±0,1 мкм.Example 114. Perform the same operations and at the same pressures and holding temperatures as in example 20, but the heat treatment is carried out for 250 s. The composition of the obtained material is 10 wt.% UDPNB, 85.0 wt.% Cubic boron nitride, 5.0 wt.% Hexagonal boron nitride. Hexagonal boron nitride is removed by the etching method in hot alkali UDPNB. The product yield STM - 95.0 wt.%. cubic boron nitride - 85.0 wt.%. The particle size of cubic boron nitride is 5.5 ± 0.1 µm.

Пример 115. Выполняют те же операции и при тех же давлениях и температурах выдержки, что и в примере 20, но термообработку проводят в течение 30 с. Состав полученного материала -10 мас.% УДПНБ, 60,0 мас .% кубического нитрида бора, 30,0 мас.% гексагонального нитрида бора. Методом травления в горячей щелочи УДПНБ удаляют гексагональный нитрид бора. Выход продукта СТМ - 70,0 мас. %, кубического нитрида бора - 60,0 мас.%. Размеры частиц кубического нитрида бора - 0,7±0,05 мкм.Example 115. The same operations are performed at the same pressures and holding temperatures as in example 20, but the heat treatment is carried out for 30 seconds. The composition of the material obtained is 10 wt.% UDPNB, 60.0 wt.% Cubic boron nitride, 30.0 wt.% Hexagonal boron nitride. Hexagonal boron nitride is removed by the etching method in hot alkali UDPNB. The product yield STM - 70.0 wt. %, cubic boron nitride - 60.0 wt.%. The particle size of cubic boron nitride is 0.7 ± 0.05 microns.

4.2.Использование ультрадисперсного порошка кремния (УДПК).4.2. The use of ultrafine silicon powder (PDPC).

4.2.1. Материалы.4.2.1. Materials

Таблица 5. Примеры конкретного осуществления способа получения синтетических сверхтвердых материалов, содержащих УДПК и кубический нитрид бораTable 5. Examples of a specific implementation of the method of producing synthetic superhard materials containing UPDK and cubic boron nitride

№ примера Example number Состав исходной шихты, масс. %. The composition of the initial mixture, the masses. % Р, ГПа R, GPA т, °С t ° и сек. and seconds Состав продукта синтеза, масс. % The composition of the synthesis product, mass. % Степень превращения, % The degree of conversion,% ГНБ HDD УДПК PDK КНБ CBN ГНБ HDD УДПК PDK 1.Состав исходной шихты 1. Composition of the initial charge 116 116 99,5 99.5 0,5 0.5 7,0 7.0 900 900 50 50 0,0 0.0 99,5 99.5 0,5 0.5 0,0 0.0 117 117 99,0 99.0 1,0 1.0 7,0 7.0 900 900 50 50 5,0 5.0 94,0 94.0 1,0 1.0 5,0 5.0 118 118 95,0 95.0 5,0 5.0 7,0 7.0 900 900 50 50 19,0 19.0 76,0 76.0 5,0 5.0 20,0 20.0 119 119 80,0 80.0 20,0 20.0 7,0 7.0 900 900 50 50 32,0 32.0 48,0 48.0 20,0 20.0 40,0 40.0

- 12 006011- 12 006011

120 120 50,0 50.0 50,0 50.0 7,0 7.0 900 900 50 50 20,0 20.0 30,0 30.0 50 50 40,0 40.0 121 121 5,0 5.0 95,0 95.0 7,0 7.0 900 900 50 50 2.3 2.3 2,7 2.7 95,0 95.0 45,0 45.0 122 122 1,0 1.0 99,0 99.0 7,0 7.0 900 900 50 50 0,4 0.4 0,6 0.6 99,0 99.0 46,0 46.0 2.3ависимость от температуры 2.3 temperature dependence 123 123 80,0 80.0 20,0 20.0 7,0 7.0 700 700 50 50 0,0 0.0 80,0 80.0 20,0 20.0 0,0 0.0 124 124 80,0 80.0 20,0 20.0 7,0 7.0 800 800 50 50 1,6 1.6 78,4 78.4 20,0 20.0 2,0 2.0 125 125 80,0 80.0 20,0 20.0 7,0 7.0 900 900 50 50 32,0 32.0 48,0 48.0 20,0 20.0 40,0 40.0 126 126 80,0 80.0 20,0 20.0 7,0 7.0 1500 1500 50 50 36,0 36.0 44,0 44.0 20,0 20.0 45,0 45.0 127 127 80,0 80.0 20,0 20.0 7,0 7.0 1900 1900 50 50 1,6 1.6 78,4 78.4 20,0 20.0 2,0 2.0 128 128 80,0 80.0 20,0 20.0 7,0 7.0 2000 2000 50 50 0,0 0.0 80,0 80.0 20,0 20.0 0,0 0.0 З.Зависимость от времени термобарической обработки Z.Tepending time thermobaric processing 129 129 80,0 80.0 20,0 20.0 7,0 7.0 900 900 10 ten 0,0 0.0 80.0 80.0 20,0 20.0 0,0 0.0 130 130 80,0 80.0 20,0 20.0 7,0 7.0 900 900 30 thirty 4,0 4.0 76,0 76.0 20,0 20.0 5,0 5.0 131 131 80,0 80.0 20,0 20.0 7,0 7.0 900 900 50 50 36.0 36.0 44,0 44.0 20,0 20.0 45,0 45.0 132 132 80,0 80.0 20,0 20.0 7,0 7.0 900 900 80 80 37,0 37.0 43,0 43.0 20,0 20.0 47,0 47.0 133 133 80,0 80.0 20,0 20.0 7,0 7.0 900 900 300 300 40,0 40.0 40,0 40.0 20,0 20.0 50,0 50.0

4.2.2. Инструменты из сверхтвердого материала на основе кубического нитрида бора.4.2.2. Tools from superhard material based on cubic boron nitride.

Пример 134.Example 134

Приготавливают шихту из гексагонального нитрида бора с добавлением УДПК в соотношении 80,0 мас.% гексагонального нитрида бора, 20,0 мас.% УДПК.Prepare the mixture of hexagonal boron nitride with the addition of UDPPC in the ratio of 80.0 wt.% Hexagonal boron nitride, 20.0 wt.% UDPPC.

Смешивание компонентов осуществляют в смесителе, добиваясь распределения УДПК в объеме гексагонального нитрида бора. Осуществляют предварительное формование инструмента нужной формы и размеров, запрессовывают формообразующие пространства инертным под высоким давлением, но легко удаляемым после термобарической обработки веществом, например №1С1. Затем брикетируют заготовку, подвергая ее давлению Р=0,5 ГПа и помещают в цилиндрическую емкость теплоэлектроизоляционного контейнера, закрывая с обеих сторон прессованными крышками из смеси графита и известняка. Снаряженный контейнер помещают в аппарат высокого давления типа тороид , сжимают до давления 7,0 ГПа, нагревают за счет пропускания через цилиндрический нагревательный элемент, изготовленный из смеси графита с гексагональным нитридом бора, электрического тока до температуры 900°С и выдерживают при данных параметрах в течение 50 с выдержки отключают нагрев, снимают давление и извлекают продукт синтеза. После растворения формообразующего ЫаС1 в воде получают необходимую заготовку для инструмента. Методом рентгеноструктурного дифракционного анализа определяют долю перехода ГНБ в КНБ в материале инструмента, которая составила в среднем 45,0% от массы гексагонального нитрида бора. Состав полученного материала для инструмента-20,0 мас.% УДПК, 36,0 мас.% КНБ, 44,0 мас.% гексагонального нитрида бора.The mixing of the components is carried out in a mixer, achieving the distribution of the PDPC in the volume of hexagonal boron nitride. Carry out the preliminary molding of the tool of the desired shape and size, press-molding the forming spaces with an inert under high pressure, but easily removed after thermobaric treatment with a substance, for example # 1С1. Then, the workpiece is briquetted, subjecting it to pressure P = 0.5 GPa and placed in a cylindrical container of a heat-insulating container, closing on both sides with pressed caps from a mixture of graphite and limestone. The filled container is placed in a toroid-type high-pressure apparatus, compressed to a pressure of 7.0 GPa, heated by passing a cylindrical heating element made of a mixture of graphite with hexagonal boron nitride through an electric current to a temperature of 900 ° C and maintained at these parameters for 50 seconds of shutdowns turn off the heat, relieve the pressure and remove the product of synthesis. After dissolving the forming NaC1 in water, the necessary blank for the tool is obtained. The X-ray diffraction analysis method determines the fraction of the transfer of HDD to CBN in the tool material, which averaged 45.0% by weight of hexagonal boron nitride. The composition of the material obtained for the tool is 20.0 wt.% UDPK, 36.0 wt.% CNB, 44.0 wt.% Hexagonal boron nitride.

4.2.3. Получение порошков кубического нитрида бора заданной зернистости.4.2.3. Obtaining powders of cubic boron nitride of a given grain.

Пример 135. Приготавливают шихту из гексагонального нитрида бора с добавлением УДПК в соотношении 90,0 мас.% гексагонального нитрида бора, 10,0 мас.% УДПК.Example 135. Prepare a mixture of hexagonal boron nitride with the addition of UDPPC in the ratio of 90.0 wt.% Hexagonal boron nitride, 10.0 wt.% UDPPC.

Смешивание компонентов осуществляют в смесителе, добиваясь распределения УДПК в объеме гексагонального нитрида бора. Снаряженный контейнер помещают в аппарат высокого давления типа тороид , сжимают до давления 7,0 ГПа, нагревают за счет пропускания через цилиндрический нагревательный элемент, изготовленный из смеси графита с гексагональным нитридом бора, электрического тока до температуры 900°С и выдерживают при данных параметрах в течение 50 с выдержки отключают нагрев, снимают давление и извлекают продукт синтеза. Определяют долю перехода гексагонального нитрида бора в КНБ, которая составила в среднем 45,0% от массы гексагонального нитрида бора. Состав полученного материала -10 мас.% УДПК, 40,5 мас.% КНБ, 49,5 мас.% гексагонального нитрида бора. Методом травления в горячей щелочи удаляют гексагональный нитрид бора. Выход продукта СТМ- 50,5 мас.%, КНБ - 40,5 мас.%. Размеры частиц кубического нитрида бора - 0,7 ±0,1 мкм.The mixing of the components is carried out in a mixer, achieving the distribution of the PDPC in the volume of hexagonal boron nitride. The filled container is placed in a toroid-type high-pressure apparatus, compressed to a pressure of 7.0 GPa, heated by passing a cylindrical heating element made of a mixture of graphite with hexagonal boron nitride through an electric current to a temperature of 900 ° C and maintained at these parameters for 50 seconds of shutdowns turn off the heat, relieve the pressure and remove the product of synthesis. Determine the proportion of transition hexagonal boron nitride in the CNS, which averaged 45.0% by weight of hexagonal boron nitride. The composition of the material obtained is 10% by weight of UDPC, 40.5% by weight of CNB, 49.5% by weight of hexagonal boron nitride. Hexagonal boron nitride is removed by hot-alkali etching. The product yield STM - 50.5 wt.%, CNS - 40.5 wt.%. The particle size of cubic boron nitride is 0.7 ± 0.1 μm.

Пример 136. Выполняют те же операции и при тех же давлениях, и температурах выдержки, что и в примере 20. но термообработку проводят в течение 200 с. Состав полученного материала -10 мас.% УДПК, 43,0 мас .% кубического нитрида бора, 47,0 мас.% гексагонального нитрида бора. Методом травления в горячей щелочи удаляют гексагональный нитрид бора. Выход продукта СТМ- 53,0 мас.%. кубического нитрида бора - 43,0 мас. %. Размеры частиц кубического нитрида бора - 1,6 ±0,1 мкм.Example 136. The same operations are carried out at the same pressures and holding temperatures as in Example 20. But the heat treatment is carried out for 200 s. The composition of the material obtained is 10% by weight of UDPK, 43.0% by weight of cubic boron nitride, 47.0% by weight of hexagonal boron nitride. Hexagonal boron nitride is removed by hot-alkali etching. The product yield STM-53.0 wt.%. cubic boron nitride - 43.0 wt. % The particle size of cubic boron nitride is 1.6 ± 0.1 μm.

Пример 137. Выполняют те же операции и при тех же давлениях, и температурах выдержки, что и в примере 20, но термообработку проводят в течение 40 с. Состав полученного материала - 10 мас.% УДПК, 40,0 мас .% кубического нитрида бора, 50,0 мас.% гексагонального нитрида бора. Методом травления в горячей щелочи удаляют гексагональный нитрид бора. Выход продукта СТМ - 50,0 мас.%, кубического нитрида бора - 40,0 мас.%. Размеры частиц кубического нитрида бора - 0,3 ±0,05 мкм.Example 137. Perform the same operations and at the same pressures and holding temperatures as in example 20, but the heat treatment is carried out for 40 s. The composition of the material obtained is 10% by weight of UDPK, 40.0% by weight of cubic boron nitride, 50.0% by weight of hexagonal boron nitride. Hexagonal boron nitride is removed by hot-alkali etching. The product yield STM - 50.0 wt.%, Cubic boron nitride - 40.0 wt.%. The particle size of cubic boron nitride is 0.3 ± 0.05 microns.

4.3. Использование ультрадисперсного порошка материала А3В5-нитрида алюминия (УДПНА).4.3. The use of ultrafine powder material A 3 B 5 -nitride of aluminum (UDPNA).

4.3.1. Материалы.4.3.1. Materials

- 13 006011- 13 006011

Таблица 6. Примеры конкретного осуществления способа получения синтетических сверхтвердых материалов, содержащих УДПНА и кубический нитрид бораTable 6. Examples of specific implementation of the method of obtaining synthetic superhard materials containing UDPNA and cubic boron nitride

№ примера Example number Состав исходной шихты, масс. %. The composition of the initial mixture, the masses. % Р, ГПа R, GPA Т. с T. with 1, сек. 1 sec Состав продукта синтеза, масс. % The composition of the synthesis product, mass. % Степень преврашения. % The degree of transformation. % ГНБ HDD УДПНА UPDNA КНБ CBN ГНБ HDD УДПНА UPDNA 1.Состав исходной шихты 1. Composition of the initial charge 138 138 99,5 99.5 0,5 0.5 7,0 7.0 1100 1100 50 50 0,0 0.0 99.5 99.5 0,5 0.5 0,0 0.0 139 139 99,0 99.0 1,0 1.0 7,0 7.0 ноо noo 50 50 4,0 4.0 95.0 95.0 1,0 1.0 4,0 4.0 140 140 95,0 95.0 5,0 5.0 7,0 7.0 1100 1100 50 50 13,3 13.3 8Е7 8E7 5,0 5.0 14,0 14.0 141 141 80,0 80.0 20,0 20.0 7,0 7.0 1100 1100 50 50 21,0 21.0 59,0 59.0 20,0 20.0 26,0 26.0 142 142 50,0 50.0 50,0 50.0 7,0 7.0 1100 1100 50 50 14,0 14.0 36,0 36.0 50 50 28,0 28.0 143 143 5,0 5.0 95,0 95.0 7,0 7.0 1100 1100 50 50 1,6 1.6 3.4 3.4 95,0 95.0 32,0 32.0 144 144 1,0 1.0 99,0 99.0 7,0 7.0 1100 1100 50 50 0,3 0.3 0,7 0.7 99,0 99.0 35,0 35.0 2,3ависимость от температуры 2.3 temperature dependence 145 145 80,0 80.0 20,0 20.0 7,0 7.0 900 900 50 50 0,0 0.0 80,0 80.0 20,0 20.0 0,0 0.0 146 146 80,0 80.0 20,0 20.0 7,0 7.0 1000 1000 50 50 0,8 0.8 79,2 79.2 20,0 20.0 1,0 1.0 147 147 80,0 80.0 20,0 20.0 7,0 7.0 ноо noo 50 50 21,0 21.0 59,0 59.0 20,0 20.0 26,0 26.0 148 148 80,0 80.0 20,0 20.0 7,0 7.0 1600 1600 50 50 26,4 26.4 53,6 53.6 20,0 20.0 33,0 33.0 149 149 80,0 80.0 20,0 20.0 7,0 7.0 1900 1900 50 50 1,6 1.6 78.4 78.4 20,0 20.0 2,0 2.0 150 150 80,0 80.0 20,0 20.0 7,0 7.0 2000 2000 50 50 0,0 0.0 80.0 80.0 20,0 20.0 0,0 0.0 Зависимость от времени термобарической обработки Time dependence thermobaric processing 151 151 80,0 80.0 20,0 20.0 7,0 7.0 1100 1100 10 ten 0,0 0.0 80.0 80.0 20,0 20.0 0.0 0.0 152 152 80,0 80.0 20,0 20.0 7,0 7.0 1100 1100 30 thirty 1,6 1.6 78.4 78.4 20,0 20.0 2,0 2.0 153 153 80,0 80.0 20,0 20.0 7,0 7.0 1100 1100 50 50 24,0 24.0 56,0 56.0 20,0 20.0 30,0 30.0 154 154 80,0 80.0 20,0 20.0 7,0 7.0 1100 1100 80 80 24,0 24.0 56,0 56.0 20,0 20.0 30,0 30.0 155 155 80,0 80.0 20,0 20.0 7,0 7.0 ноо noo 300 300 25,6 25.6 54,4 54.4 20,0 20.0 32.0 32.0

4.3.2. Инструменты из сверхтвердого материала на основе кубического нитрида бора.4.3.2. Tools from superhard material based on cubic boron nitride.

Пример 156. Приготавливают шихту из гексагонального нитрида бора с добавлением УДИНА в соотношении 80,0 мас.% гексагонального нитрида бора, 20,0 мас.% УДПНА.Example 156. Prepare a mixture of hexagonal boron nitride with the addition of UDINA in the ratio of 80.0 wt.% Hexagonal boron nitride, 20.0 wt.% UDPNA.

Смешивание компонентов осуществляют в смесителе, добиваясь распределения УДИНА в объеме гексагонального нитрида бора. Осуществляют предварительное формование инструмента нужной формы и размеров, запрессовывают формообразующие пространства инертным под высоким давлением, но легко удаляемым после термобарической обработки веществом, например ИаС1. Затем брикетируют заготовку, подвергая ее давлению Р=0,5 ГПа и помещают в цилиндрическую емкость теплоэлектроизоляционного контейнера, закрывая с обеих сторон прессованными крышками из смеси графита и известняка. Снаряженный контейнер помещают в аппарат высокого давления типа тороид , сжимают до давления 7,0 ГПа. нагревают за счет пропускания через цилиндрический нагревательный элемент, изготовленный из смеси графита с гексагональным нитридом бора, электрического тока до температуры 1100°С и выдерживают при данных параметрах в течение 50 с выдержки, отключают нагрев, снимают давление и извлекают продукт синтеза. После растворения формообразующего №С1 в воде получают необходимую заготовку для инструмента. Методом рентгеноструктурного дифракционного анализа определяют долю перехода ГНБ в КНБ в материале инструмента, которая составила в среднем 32,0% от массы гексагонального нитрида бора. Состав полученного материала для инструмента - 20,0 мас.% УДПНА. 25,6 мас.% КНБ, 54,4 мас.% гексагонального нитрида бора.The mixing of the components is carried out in a mixer, achieving the distribution of UDIN in the volume of hexagonal boron nitride. The tool is preformed to the required shape and size, and the forming spaces are pressed with inert high pressure but easily removed after thermobaric treatment with a substance, for example Iac1. Then, the workpiece is briquetted, subjecting it to pressure P = 0.5 GPa and placed in a cylindrical container of a heat-insulating container, closing on both sides with pressed caps from a mixture of graphite and limestone. The filled container is placed in a toroid-type high-pressure apparatus, compressed to a pressure of 7.0 GPa. heated by passing through a cylindrical heating element made from a mixture of graphite with hexagonal boron nitride, an electric current to a temperature of 1100 ° C and maintained at these parameters for 50 seconds, shut off the heat, relieve pressure and remove the product of synthesis. After dissolving the forming No. С1 in water, the necessary blank for the tool is obtained. The X-ray diffraction analysis method determines the fraction of the transfer of HDD to CBN in the tool material, which averaged 32.0% by weight of hexagonal boron nitride. The composition of the material obtained for the tool - 20.0 wt.% UDPNA. 25.6 wt.% CNB, 54.4 wt.% Hexagonal boron nitride.

4.3.3. Получение порошков кубического нитрида бора заданной зернистости.4.3.3. Obtaining powders of cubic boron nitride of a given grain.

Пример 157. Приготавливают шихту из гексагонального нитрида бора с добавлением УДПНА в соотношении 90,0 мас.% гексагонального нитрида бора, 10,0 мас.% УДПНА.Example 157. Prepare a mixture of hexagonal boron nitride with the addition of UDPNA in the ratio of 90.0 wt.% Hexagonal boron nitride, 10.0 wt.% UDPNA.

Смешивание компонентов осуществляют в смесителе, добиваясь распределения УДПНА в объеме гексагонального нитрида бора. Снаряженный контейнер помещают в аппарат высокого давления типа тороид , сжимают до давления 7,0 ГПа, нагревают за счет пропускания через цилиндрический нагревательный элемент, изготовленный из смеси графита с гексагональным нитридом бора, электрического тока до температуры 1100°С и выдерживают при данных параметрах в течение 50 с выдержки отключают нагрев, снимают давление и извлекают продукт синтеза. Определяют долю перехода гексагонального нитрида бора в КНБ, которая составила в среднем 32,0% от массы гексагонального нитрида бора . Состав полученного материала -10 мас.% УДПНА, 28,8 мас.% КНБ, 61,2 мас. % гексагонального нитрида бора. Методом травления в горячей щелочи удаляют гексагональный нитрид бора. Выход продукта СТМ- 38,8 мас. %, КНБ - 28,8 мас.%. Размеры частиц кубического нитрида бора - 0,7±0,05 мкм.The mixing of the components is carried out in a mixer, achieving the distribution of UDPNA in the volume of hexagonal boron nitride. The filled container is placed in a toroid-type high-pressure apparatus, compressed to a pressure of 7.0 GPa, heated by passing a cylindrical heating element made of a mixture of graphite with hexagonal boron nitride through an electric current to a temperature of 1100 ° C and maintained at these parameters for 50 seconds of shutdowns turn off the heat, relieve the pressure and remove the product of synthesis. Determine the proportion of transition hexagonal boron nitride in the CNS, which averaged 32.0% by weight of hexagonal boron nitride. The composition of the material obtained -10 wt.% UDPNA, 28.8 wt.% CBF, 61.2 wt. % hexagonal boron nitride. Hexagonal boron nitride is removed by hot-alkali etching. The product yield STM-38,8 wt. %, CBN - 28.8 wt.%. The particle size of cubic boron nitride is 0.7 ± 0.05 microns.

Пример 158. Выполняют те же операции и при тех же давлениях, и температурах выдержки, что и в примере 20, но термообработку проводят в течение 300 с. Состав полученного материала -10 мас.% УДПНА, 32,0 мас .% кубического нитрида бора, 58,0 мас.% гексагонального нитрида бора. МетодомExample 158. Perform the same operations and at the same pressures and holding temperatures as in example 20, but the heat treatment is carried out for 300 s. The composition of the material obtained is 10% by weight of UDPNA, 32.0% by weight of cubic boron nitride, 58.0% by weight of hexagonal boron nitride. By method

- 14 006011 травления в горячей щелочи удаляют гексагональный нитрид бора. Выход продукта СТМ - 42,0 мас.%, кубического нитрида бора - 32,0 мас.%. Размеры частиц кубического нитрида бора - 1,6 ±0,1 мкм.- 14 006011 etching in hot alkali removes hexagonal boron nitride. The product yield STM - 42.0 wt.%, Cubic boron nitride - 32.0 wt.%. The particle size of cubic boron nitride is 1.6 ± 0.1 μm.

Пример 159. Выполняют те же операции и при тех же давлениях, и температурах выдержки, что и в примере 20, но термообработку проводят в течение 40 с. Состав полученного материала - 10 мас.% УДПНА, 20,0 мас .% кубического нитрида бора, 70,0 мас.% гексагонального нитрида бора. Методом травления в горячей щелочи удаляют гексагональный нитрид бора. Выход продукта СТМ- 30,0 мас.%, кубического нитрида бора - 20,0 мас.%. Размеры частиц кубического нитрида бора - 0,2 ±0,02 мкм.Example 159. Perform the same operations and at the same pressures and holding temperatures as in example 20, but the heat treatment is carried out for 40 s. The composition of the material obtained is 10 wt.% UDPNA, 20.0 wt.% Cubic boron nitride, 70.0 wt.% Hexagonal boron nitride. Hexagonal boron nitride is removed by hot-alkali etching. The product yield STM-30.0 wt.%, Cubic boron nitride - 20.0 wt.%. The particle size of cubic boron nitride is 0.2 ± 0.02 µm.

Таким образом, за пределами заявленного интервала содержания алмазов в шихте доля перехода графита в алмаз значительно снижается (до уровня шихты без содержания алмаз).Thus, outside the declared interval of the diamond content in the charge, the proportion of the transition of graphite to diamond is significantly reduced (to the level of the charge without diamond content).

5. Сравнение с известными способами каталитического синтеза СТМ.5. Comparison with known methods for the catalytic synthesis of STM.

Для сравнения с заявляемым способом был проведен синтез СТМ по методике обычного каталитического синтеза на том же оборудовании и при тех же режимах, что и в приведенных примерах, но без введения в шихту УДА,УДНБ, УПК, УДПНА, а обычных катализаторов.For comparison with the claimed method, the synthesis of STM was carried out by the method of conventional catalytic synthesis on the same equipment and under the same modes as in the examples given, but without introducing UDA, UDNB, UPC, UDNA, and conventional catalysts into the charge.

5.1. Использованием Νί-Ми-эвтектики для синтеза алмаза в условиях вышеприведенных примеров.5.1. Using Νί-Mi-eutectic for diamond synthesis under the conditions of the above examples.

Таблица 7Table 7

№ примера Example number Состав исходной шихты, масс. %. The composition of the initial mixture, the masses. % Р, ГПа R, GPA т, °с t ° 1, сек. 1 sec Состав продукта синтеза, масс, % The composition of the synthesis product, mass% Степень превращения, % The degree of conversion,% графит graphite Νί-Μηэвтектика Νί-Μη eutectic алмаз diamond графит graphite Νί-Μηэвтектика Νί-Μη eutectic 1.Состав исходной 1. The composition of the original шихты batch 160 160 99,5 99.5 0,5 0.5 6,0 6.0 800 800 40 40 0 0 99,5 99.5 0,5 0.5 0 0 161 161 99,0 99.0 1,0 1.0 6,0 6.0 800 800 40 40 0 0 99.0 99.0 1.0 1.0 0 0 162 162 95.0 95.0 5,0 5.0 6,0 6.0 800 800 40 40 0 0 95.0 95.0 5,0 5.0 0 0 163 163 80,0 80.0 20,0 20.0 6,0 6.0 800 800 40 40 0 0 80,0 80.0 20,0 20.0 0 0 164 164 50,0 50.0 50,0 50.0 6,0 6.0 800 800 40 40 0 0 50.0 50.0 50 50 0 0 165 165 5,0 5.0 95,0 95.0 6,0 6.0 800 800 40 40 0 0 5,0 5.0 95.0 95.0 0 0 166 166 1,0 1.0 99,0 99.0 6.0 6.0 800 800 40 40 0 0 1.0 1.0 99,0 99.0 0 0 2.Зависимость 2. Dependence от тем from those пературь peratur 167 167 80,0 80.0 20,0 20.0 6,0 6.0 300 300 30 thirty 0 0 80,0 80.0 20,0 20.0 0 0 168 168 80,0 80.0 20,0 20.0 6,0 6.0 300 300 30 thirty 0 0 80.0 80.0 20.0 20.0 0 0 169 169 80,0 80.0 20.0 20.0 6,0 6.0 850 850 30 thirty 0 0 80.0 80.0 20,0 20.0 0 0 170 170 80,0 80.0 20,0 20.0 6,0 6.0 1600 1600 30 thirty 9,6 9.6 70,4 70.4 20,0 20.0 12,0 12.0 171 171 80,0 80.0 20,0 20.0 6,0 6.0 2000 2000 30 thirty 0,8 0.8 77,6 77.6 20,0 20.0 1.0 1.0 172 172 80.0 80.0 20,0 20.0 6,0 6.0 2100 2100 30 thirty 0,0 0.0 80,0 80.0 20,0 20.0 0.0 0.0 ___________________________________________________________________________________1_____________________________________________________1______________________________________________________1___________________________________________1_______________________________________________________________1__________________________________________________________________1_______________________________________________________________________________1 3.Зависимость от времени термобарической обработки ___________________________________________________________________________________1_______________________________________________________ 1__________________________________________________________1___________________________________________1_______________________________________________________________1__________________________________________________________________1_______________________________________________________________________________1 3. Thermobaric treatment time dependence 173 173 80,0 80.0 20,0 20.0 6,0 6.0 800 800 5 five 0 0 80,0 80.0 20,0 20.0 0 0 174 174 80,0 80.0 20,0 20.0 6,0 6.0 800 800 10 ten 0 0 80,0 80.0 20,0 20.0 0 0 175 175 80,0 80.0 20,0 20.0 6,0 6.0 800 800 40 40 0 0 80,0 80.0 20,0 20.0 0 0 176 176 80,0 80.0 20,0 20.0 6,0 6.0 800 800 60 60 0 0 80,0 80.0 20,0 20.0 0 0 177 177 80,0 80.0 20,0 20.0 6,0 6.0 800 800 300 300 68,0 68.0 12,0 12.0 20,0 20.0 85,0 85.0

5.1. Использование катализатора МдВ2 для синтеза КНБ в условиях вышеприведенных примеров5.1. The use of the catalyst MdV 2 for the synthesis of CNS in the conditions of the above examples

Таблица 8Table 8

No Состав исходной шихты, масс. %. The composition of the initial mixture, the masses. % Р, R, т, t, 1, one, Состав продукта синтеза, масс. % The composition of the synthesis product, mass. % Степень превра- Degree of transformation примера an example ГНБ HDD М§В2 MgB 2 ГПа GPa °с ° s сек. seconds КНБ CBN ГНБ HDD МцВ 2 McV 2 шения, % Shenia,%

Состав исходной шихтыThe composition of the initial charge

178 178 99,5 99.5 0,5 0.5 6.0 6.0 600 600 40 40 0 0 99,5 99.5 0.5 0.5 0 0 179 179 99,0 99.0 1,0 1.0 6,0 6.0 600 600 40 40 0 0 99,0 99.0 1,0 1.0 0 0 180 180 95,0 95.0 5,0 5.0 6,0 6.0 600 600 40 40 0 0 95,0 95.0 5,0 5.0 0 0 181 181 80,0 80.0 20,0 20.0 6,0 6.0 600 600 40 40 0 0 80,0 80.0 20,0 20.0 0 0 182 182 50,0 50.0 50,0 50.0 6,0 6.0 600 600 40 40 0 0 50,0 50.0 50 50 0 0 183 183 5,0 5.0 95,0 95.0 6,0 6.0 600 600 40 40 0 0 5,0 5.0 95,0 95.0 0 0 184 184 1,0 1.0 99,0 99.0 6,0 6.0 600 600 40 40 0 0 1,0 1.0 99,0 99.0 0 0 2.3ависимоеть от температуры 2.3 temperature dependent

- 15 006011- 15 006011

185 185 80,0 80.0 20,0 20.0 6,0 6.0 200 200 30 thirty 0 0 80,0 80.0 20,0 20.0 0 0 186 186 80,0 80.0 20,0 20.0 6,0 6.0 300 300 30 thirty 0 0 80,0 80.0 20,0 20.0 0 0 187 187 80,0 80.0 20,0 20.0 6,0 6.0 700 700 30 thirty 0 0 80.0 80.0 20,0 20.0 0 0 188 188 80.0 80.0 20.0 20.0 6,0 6.0 1600 1600 30 thirty 16,0 16,0 64,0 64.0 20,0 20.0 20,0 20.0 189 189 80,0 80.0 20,0 20.0 6.0 6.0 2000 2000 30 thirty 0 0 80,0 80.0 20,0 20.0 0 0 190 190 80,0 80.0 20,0 20.0 6,0 6.0 2100 2100 30 thirty 0 0 80,0 80.0 20,0 20.0 0 0 3.Зависимость от времени термобарической обработки 3. Thermobaric treatment time dependence

191 191 80.0 80.0 20,0 20.0 6,0 6.0 650 650 5 five 0 0 80,0 80.0 20.0 20.0 0 0 192 192 80,0 80.0 20,0 20.0 6,0 6.0 650 650 10 ten 0 0 80,0 80.0 20,0 20.0 0 0 193 193 80,0 80.0 20,0 20.0 6,0 6.0 650 650 40 40 0 0 80,0 80.0 20,0 20.0 0 0 194 194 80,0 80.0 20,0 20.0 6,0 6.0 650 650 60 60 0 0 80,0 80.0 20,0 20.0 0 0 195 195 80,0 80.0 20,0 20.0 6,0 6.0 650 650 300 300 0 0 80,0 80.0 20,0 20.0 0 0

Как видно из вышеизложенного и проведенных экспериментов, предлагаемое изобретение приводит к ряду существенных преимуществ по сравнению с существующими технологиями:As can be seen from the above and experiments, the present invention leads to a number of significant advantages compared with existing technologies:

1. Синтез СТМ (алмаза и/или с-ΒΝ ) проводится при чрезвычайно низких температурах (на 8001000°С ниже, чем при каталитическом синтезе) и относительно низких давлениях.1. The synthesis of STM (diamond and / or c-ΒΝ) is carried out at extremely low temperatures (8001000 ° C lower than during catalytic synthesis) and relatively low pressures.

2. На порядки увеличивается стойкость аппаратов высокого давления из дорогостоящего твердого сплава.2. The durability of high-pressure apparatus made of expensive hard alloy increases by orders of magnitude.

3. Возможно использование стальных аппаратов ВД вместо аппаратов на твердом сплаве.3. It is possible to use steel HP machines instead of hard metal devices.

4. Исключается использование катализаторов и, следовательно, нескольких технологических, экологически вредных, дорогостоящих этапов производства.4. Excludes the use of catalysts and, therefore, several technological, environmentally harmful, expensive production stages.

5. Получение материалов, содержащих СТМ, осуществляется в одном технологическом цикле, при одновременном синтезе и спекании материала в результате которого получаются компактные поликристаллические или композиционные изделия.5. Production of materials containing STM is carried out in one technological cycle, with simultaneous synthesis and sintering of the material, as a result of which compact polycrystalline or composite products are obtained.

6. При получении поликристаллических или композиционных компактных материалов из синтезированного порошка СТМ исключаются технологические процессы приготовления шихты из СТМ со связующими и ее спекания (фиг. 8).6. Upon receipt of polycrystalline or composite compact materials from the synthesized STM powder, technological processes for the preparation of a mixture of STM with a binder and its sintering are excluded (Fig. 8).

7. Помол или химическое разделение компактных поликристаллических или композиционных изделий приводит к получению порошков СТМ (фиг. 9).7. Grinding or chemical separation of compact polycrystalline or composite products leads to the production of STM powders (Fig. 9).

8. Ультрадисперсные частицы материала кубической структуры не только являются катализаторами синтеза СТМ, но и становятся составляющими компонентами композиционного сверхтвердого материала качестве цементирующей и пластифицирующей связки (фиг. 4(фотографии)).8. Ultra-dispersed particles of the material of the cubic structure are not only catalysts for the synthesis of STM, but also become components of the composite superhard material as a cementing and plasticizing ligament (Fig. 4 (photos)).

9. Изменением температуры и времени синтеза при заданном давлении можно регулировать степень превращения нетвердой фазы в твердую, широко управляя тем самым соотношением между связующим и наполнителем, для получения материалов конкретного практического назначения (фиг. 5).9. By varying the temperature and synthesis time at a given pressure, the degree of conversion of the non-solid phase to the solid phase can be controlled, thereby controlling the ratio between the binder and the filler to obtain materials of a particular practical purpose (Fig. 5).

10. Установлено, что размеры частиц синтезируемых СТМ при заданных других параметрах синтеза сильно зависят от времени. Это позволяет управлять размерами синтезируемых частиц СТМ в широком диапазоне значений (фиг. 4).10. It has been established that the particle sizes of the synthesized STM with given other synthesis parameters strongly depend on time. This allows you to control the size of the synthesized particles STM in a wide range of values (Fig. 4).

11. Получение синтезированных частиц СТМ при заданных технологических параметра (давление, температура, время) с очень узким разбросом значений размеров частиц, что исключает достаточно трудоемкие технологические процессы разделения частиц по размерам и классификацию порошков после синтеза (фиг. 4).11. Production of synthesized STM particles at specified technological parameters (pressure, temperature, time) with a very narrow variation in particle size values, which excludes rather labor-intensive technological processes of separating particles by size and the classification of powders after synthesis (Fig. 4).

12. В результате, в зависимости от практического назначения, получают материалы с различным соотношением между сверхтвердыми составляющими (мелкодисперсной составляющей и составляющей СТМ с заданными размерами) и связующим(фиг. 6-8).12. As a result, depending on the practical purpose, materials are obtained with a different ratio between the superhard components (the fine component and the component STM with the given dimensions) and the binder (Fig. 6-8).

13. Существенно увеличивается выход готового продукта (до 96-100% против 20-35% для КНБ; до 93-100% против 10-35% для алмаза; до 90-100% для композиционного материала «алмаз- кубического нитрида бора») (фиг. 3).13. Significantly increases the yield of the finished product (up to 96-100% versus 20-35% for CBF; up to 93-100% versus 10-35% for diamond; up to 90-100% for the diamond-cubic boron nitride composite material) (Fig. 3).

14. Себестоимость продукции за счет экономии на материалах, энергозатратах и исключении ряда трудоемких и дорогостоящих технологических процессов как при синтезе СТМ материалов, так и при получении порошков, поликристаллических и композиционных материалов ниже в несколько раз.14. The cost of production due to savings on materials, energy consumption and the exclusion of a number of labor-intensive and expensive technological processes both in the synthesis of STM materials and in the production of powders, polycrystalline and composite materials are several times lower.

Claims (39)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Способ синтеза сверхтвердых материалов, включающий приготовление шихты, включающей материалы нетвердой кристаллической фазы, введение кристаллообразующих добавок, осуществление термобарической обработки смеси при давлении и температуре выше определенных значений в течение определенного интервала времени, отличающийся тем, что в качестве кристаллообразующих добавок 1. The method of synthesis of superhard materials, including the preparation of a mixture including materials of a non-solid crystalline phase, the introduction of crystal-forming additives, thermobaric treatment of the mixture at a pressure and temperature above certain values for a certain period of time, characterized in that as crystal-forming additives 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что размеры частиц ультрадисперсной добавки составляют 2100 нм.2. The method according to claim 1, characterized in that the particle size of the ultrafine additive is 2100 nm. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что размер частиц добавки составляет 4-40 нм.3. The method according to claim 2, characterized in that the particle size of the additive is 4-40 nm. 4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что термобарическую обработку осуществляют при температуре выше 300°С, но ниже температуры обратного перехода в нетвердую кристаллическую фазу.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the thermobaric treatment is carried out at a temperature above 300 ° C, but below the temperature of the return to the non-solid crystalline phase. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве ультрадисперсного порошка материала кубической структуры используют ультрадисперсный порошок алмаза.5. The method according to claim 1, characterized in that ultrafine diamond powder is used as an ultrafine powder of a cubic structure material. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве ультрадисперсного порошка сверхтвердого материала кубической структуры используют ультрадисперсный порошок нитрида бора.6. The method according to claim 1, characterized in that the ultrafine powder of boron nitride is used as an ultrafine powder of a superhard material of a cubic structure. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве ультрадисперсного порошка сверхтвердого материала кубической структуры используют ультрадисперсный порошок материала четвертой группы7. The method according to claim 1, characterized in that as the ultrafine powder of a superhard material of a cubic structure, an ultrafine powder of a material of the fourth group is used 8. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве ультрадисперсного порошка сверхтвердого материала кубической структуры используют ультрадисперсный порошок соединений А3В5.8. The method according to claim 1, characterized in that the ultrafine powder of compounds A 3 B 5 is used as an ultrafine powder of a superhard material of a cubic structure. 9. Способ по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что в качестве исходной компоненты нетвердой кристаллической фазы используют гексагональный нитрид бора при соотношении компонентов гексагонального нитрида бора и ультрадисперсной добавки от 0,99-99,00 до 99,00-0,99 вес.%, а термобарическую обработку предпочтительно осуществляют при температуре выше значения в 500°С.9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that hexagonal boron nitride is used as the initial component of the non-solid crystalline phase, with a ratio of the components of hexagonal boron nitride and ultrafine additive from 0.99-99.00 to 99.00-0 , 99 wt.%, And thermobaric treatment is preferably carried out at a temperature above a value of 500 ° C. 10. Способ по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что в качестве исходной компоненты нетвердой кристаллической фазы используют графит при соотношении компонентов графита и ультрадисперсной добавки от 0,99-99,00 до 99,00-0,99 вес .%, а термобарическую обработку предпочтительно осуществляют при температуре выше значения 700°С.10. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that graphite is used as the initial component of the non-solid crystalline phase when the ratio of the components of the graphite and the ultrafine additive is from 0.99-99.00 to 99.00-0.99 weight. %, and thermobaric treatment is preferably carried out at a temperature above 700 ° C. 11. Способ по любому из пп.1-10, отличающийся тем, что в качестве исходной компоненты нетвердой кристаллической фазы используют смесь графита и гексагонального нитрида бора при соотношении компонентов 0,99-99:99-0,99 вес.%, а термобарическую обработку предпочтительно осуществляют при температуре выше значения 700°С.11. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the mixture of graphite and hexagonal boron nitride is used as the initial component of the non-solid crystalline phase with a component ratio of 0.99-99: 99-0.99 wt.%, And thermobaric the treatment is preferably carried out at a temperature above 700 ° C. 12. Способ по любому из пп.1-11, отличающийся тем, что термобарическую обработку осуществляют в течение 20-300 с.12. The method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the thermobaric treatment is carried out for 20-300 s. 13. Способ по п.12, отличающийся тем, что термобарическую обработку осуществляют в течение предпочтительно 40-80 с.13. The method according to p. 12, characterized in that the thermobaric treatment is carried out for preferably 40-80 s. 14. Способ изготовления сверхтвердых инструментов, включающий приготовление шихты, включающей материалы сверхтвердой и/или нетвердой кристаллических фаз, введение кристаллообразующих добавок, предварительное формование инструмента, осуществление термобарической обработки смеси при давлении и температуре выше критических значений в течение определенного интервала времени, отличающийся тем, что в качестве кристаллообразующих добавок используют ультрадисперсный порошок материала кубической структуры с размерами частиц менее 0,1 мкм в диапазоне размеров от 1 до 100 нм.14. A method of manufacturing superhard tools, including the preparation of a mixture comprising materials of superhard and / or non-solid crystalline phases, the introduction of crystal-forming additives, preliminary molding of the tool, thermobaric treatment of the mixture at a pressure and temperature above critical values for a certain period of time, characterized in that as crystal-forming additives, an ultrafine powder of a cubic structure material with a particle size of less than 0.1 microns is used in the size range from 1 to 100 nm. 15. Способ по п.14, отличающийся тем, что размеры частиц ультрадисперсной добавки составляют 2-100 нм.15. The method according to 14, characterized in that the particle size of the ultrafine additive is 2-100 nm. 16. Способ по п.14, отличающийся тем, что дисперсность добавки составляет предпочтительно 4-40 нм.16. The method according to 14, characterized in that the dispersion of the additive is preferably 4-40 nm. - 16 006011 используют ультрадисперсный порошок материала кубической структуры с размерами частиц менее 0,1 мкм в диапазоне размеров от 1 до 100 нм.- 16 006011 use an ultrafine powder of a cubic structure material with particle sizes less than 0.1 microns in a size range from 1 to 100 nm. - 17 006011- 17 006011 17. Способ по любому из пп.14 и 15, отличающийся тем, что термобарическую обработку осуществляют при температуре выше значения в 300°С, но ниже температуры обратного перехода в нетвердую кристаллическую фазу (графитизации).17. The method according to any one of paragraphs.14 and 15, characterized in that the thermobaric treatment is carried out at a temperature above a value of 300 ° C, but below the temperature of the reverse transition to a non-solid crystalline phase (graphitization). 18. Способ по п.17, отличающийся тем, что в качестве ультрадисперсного порошка материала кубической структуры используют ультрадисперсный порошок алмаза.18. The method according to 17, characterized in that the ultrafine powder of the material of the cubic structure using ultrafine diamond powder. 19. Способ по п.17, отличающийся тем, что в качестве ультрадисперсного порошка сверхтвердого материала кубической структуры используют ультрадисперсный порошок нитрида бора.19. The method according to 17, characterized in that the ultrafine powder of boron nitride is used as an ultrafine powder of a superhard material of a cubic structure. 20. Способ по п.17, отличающийся тем, что в качестве ультрадисперсного порошка сверхтвердого материала кубической структуры используют ультрадисперсный порошок материала четвертой группы.20. The method according to 17, characterized in that as the ultrafine powder of superhard material of a cubic structure using ultrafine powder of the material of the fourth group. 21. Способ по п.17, отличающийся тем, что в качестве ультрадисперсного порошка сверхтвердого материала кубической структуры используют ультрадисперсный порошок соединений А3В5.21. The method according to 17, characterized in that as the ultrafine powder of superhard material of a cubic structure, an ultrafine powder of compounds A 3 B 5 is used . 22. Способ по любому из пп.13-19, отличающийся тем, что в качестве исходной компоненты нетвердой кристаллической фазы используют гексагональный нитрид бора при соотношении компонентов гексагонального нитрида бора и ультрадисперсной добавки от 0,99-99,00 до 99,00-0,99 вес.%, а термобарическую обработку предпочтительно осуществляют при температуре выше значения в 500°С.22. The method according to any one of claims 13-19, characterized in that hexagonal boron nitride is used as the initial component of the non-solid crystalline phase with a ratio of components of hexagonal boron nitride and ultrafine additive from 0.99-99.00 to 99.00-0 , 99 wt.%, And thermobaric treatment is preferably carried out at a temperature above a value of 500 ° C. 23. Способ по любому из пп.13-19, отличающийся тем, что в качестве исходной компоненты нетвердой кристаллической фазы используют графит при соотношении компонентов графита и ультрадисперсной добавки от 0,99-99,00 до 99,00-0,99 вес .%, а термобарическую обработку предпочтительно осуществляют при температуре выше значения 700°С.23. The method according to any one of paragraphs.13-19, characterized in that as the initial component of the non-solid crystalline phase, graphite is used with a ratio of the components of graphite and ultrafine additive from 0.99-99.00 to 99.00-0.99 weight. %, and thermobaric treatment is preferably carried out at a temperature above 700 ° C. 24. Способ по любому из пп.13-21, отличающийся тем, что в качестве исходной компоненты нетвердой кристаллической фазы используют смесь графита и гексагонального нитрида бора при соотношении компонентов 0,99-99:99-0,99 вес.%, а термобарическую обработку предпочтительно осуществляют при температуре выше значения 700°С.24. The method according to any one of paragraphs.13-21, characterized in that as the initial component of the non-solid crystalline phase, a mixture of graphite and hexagonal boron nitride is used with a component ratio of 0.99-99: 99-0.99 wt.%, And thermobaric the treatment is preferably carried out at a temperature above 700 ° C. 25. Способ по любому из пп.13-22, отличающийся тем, что термобарическую обработку осуществляют в течение 20-300 с.25. The method according to any one of paragraphs.13-22, characterized in that the thermobaric treatment is carried out for 20-300 s. 26. Способ по п.23, отличающийся тем, что термобарическую обработку осуществляют в течение предпочтительно 40-80 с.26. The method according to item 23, wherein the thermobaric treatment is carried out for preferably 40-80 C. 27. Способ изготовления сверхтвердых порошков заданного размера, включающий приготовление шихты, включающей материалы нетвердой кристаллической фазы, введение кристаллообразующих добавок, предварительное формование компакта, осуществление термобарической обработки смеси при давлении и температуре выше критических значений в течение определенного интервала времени и последующую обработку компакта для выделения порошка требуемой дисперсности, отличающийся тем, что в качестве кристаллообразующих добавок используют ультрадисперсный порошок материала кубической структуры с размерами частиц менее 0,1 мкм в диапазоне размеров от 1 до 100 нм, а обработку компакта после термобарической обработки осуществляют путем травления щелочью.27. A method of manufacturing superhard powders of a given size, including the preparation of a mixture including materials of a non-solid crystalline phase, the introduction of crystal-forming additives, preliminary molding of the compact, thermobaric processing of the mixture at a pressure and temperature above critical values for a certain period of time, and subsequent processing of the compact to separate the powder the required dispersion, characterized in that as the crystal-forming additives use ultrafine th powder material of cubic structure with particle sizes less than 0.1 μm in the size range from 1 to 100 nm, and the processing of the compact after thermobaric treatment is carried out by etching with alkali. 28. Способ по п.27, отличающийся тем, что размеры частиц ультрадисперсной добавки составляют 2-100 нм.28. The method according to item 27, wherein the particle size of the ultrafine additive is 2-100 nm. 29. Способ по п.28, отличающийся тем, что дисперсность добавки составляет предпочтительно 4-40 нм.29. The method according to p, characterized in that the dispersion of the additive is preferably 4-40 nm. 30. Способ по любому из пп.27-29, отличающийся тем, что термобарическую обработку осуществляют при температуре выше значения в 300°С, но ниже температуры обратного перехода в нетвердую кристаллическую фазу.30. The method according to any one of paragraphs.27-29, characterized in that the thermobaric treatment is carried out at a temperature above a value of 300 ° C, but below the temperature of the reverse transition to a non-solid crystalline phase. 31. Способ по п.28, отличающийся тем, что в качестве ультрадисперсного порошка материала кубической структуры используют ультрадисперсный порошок алмаза.31. The method according to p. 28, characterized in that as the ultrafine powder of the material of the cubic structure using ultrafine powder of diamond. 32. Способ по п.28, отличающийся тем, что в качестве ультрадисперсного порошка сверхтвердого материала кубической структуры используют ультрадисперсный порошок нитрида бора.32. The method according to p. 28, characterized in that the ultrafine powder of boron nitride is used as an ultrafine powder of a superhard material of a cubic structure. 33. Способ по п.28, отличающийся тем, что в качестве ультрадисперсного порошка сверхтвердого материала кубической структуры используют ультрадисперсный порошок материала четвертой группы.33. The method according to p. 28, characterized in that as the ultrafine powder of superhard material of a cubic structure using ultrafine powder of the material of the fourth group. 34. Способ по п.28, отличающийся тем, что в качестве ультрадисперсного порошка сверхтвердого материала кубической структуры используют ультрадисперсный порошок соединений А3В5.34. The method according to p. 28, characterized in that as an ultrafine powder of superhard material of a cubic structure, an ultrafine powder of compounds A 3 B 5 is used . 35. Способ по любому из пп.27-34, отличающийся тем, что в качестве исходной компоненты нетвердой кристаллической фазы используют гексагональный нитрид бора при соотношении компонентов гексагонального нитрида бора и ультрадисперсной добавки от 0,99-99,00 до 99,00-0,99 вес.%, а термобарическую обработку предпочтительно осуществляют при температуре выше значения в 500°С.35. The method according to any one of paragraphs.27-34, characterized in that hexagonal boron nitride is used as the initial component of the non-solid crystalline phase with a ratio of hexagonal boron nitride and ultrafine additive components from 0.99-99.00 to 99.00-0 , 99 wt.%, And thermobaric treatment is preferably carried out at a temperature above a value of 500 ° C. 36. Способ по любому из пп.27-34, отличающийся тем, что в качестве исходной компоненты нетвердой кристаллической фазы используют графит при соотношении компонентов графита и ультрадисперсной добавки от 0,99-99,00 до 99,00-0,99 вес .%, а термобарическую обработку предпочтительно осуществляют при температуре выше значения 700°С.36. The method according to any one of paragraphs.27-34, characterized in that graphite is used as the initial component of the non-solid crystalline phase, with the ratio of the components of the graphite and the ultrafine additive from 0.99-99.00 to 99.00-0.99 weight. %, and thermobaric treatment is preferably carried out at a temperature above 700 ° C. 37. Способ по любому из пп.27-34, отличающийся тем, что в качестве исходной компоненты нетвердой кристаллической фазы используют смесь графита и гексагонального нитрида бора при соотношении компонентов 0,99-99:99-0,99 вес.%, а термобарическую обработку предпочтительно осуществляют при температуре выше значения 700°С.37. The method according to any one of claims 27-34, characterized in that a mixture of graphite and hexagonal boron nitride is used as the initial component of the non-solid crystalline phase at a component ratio of 0.99-99: 99-0.99 wt.%, And thermobaric the treatment is preferably carried out at a temperature above 700 ° C. 38. Способ по любому из пп.27-37, отличающийся тем, что термобарическую обработку осуществляют в течение 20-300 с.38. The method according to any one of paragraphs.27-37, characterized in that the thermobaric treatment is carried out for 20-300 C. 39. Способ по п.38, отличающийся тем, что термобарическую обработку осуществляют в течение предпочтительно 40-80 с.39. The method according to § 38, wherein the thermobaric treatment is carried out for preferably 40-80 s.
EA200200576A 2002-04-18 2002-04-18 Process for synthesis of superhard materials EA006011B1 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EA200200576A EA006011B1 (en) 2002-04-18 2002-04-18 Process for synthesis of superhard materials
PCT/EA2003/000002 WO2003086971A1 (en) 2002-04-18 2003-04-17 Method for synthesising superhard materials
AU2003236208A AU2003236208A1 (en) 2002-04-18 2003-04-17 Method for synthesising superhard materials
UA2003043504A UA76963C2 (en) 2002-04-18 2003-04-17 A method for synthesis of superhard materials

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EA200200576A EA006011B1 (en) 2002-04-18 2002-04-18 Process for synthesis of superhard materials

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200200576A1 EA200200576A1 (en) 2003-10-30
EA006011B1 true EA006011B1 (en) 2005-08-25

Family

ID=29225561

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200200576A EA006011B1 (en) 2002-04-18 2002-04-18 Process for synthesis of superhard materials

Country Status (4)

Country Link
AU (1) AU2003236208A1 (en)
EA (1) EA006011B1 (en)
UA (1) UA76963C2 (en)
WO (1) WO2003086971A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005065809A1 (en) * 2003-12-11 2005-07-21 Sumitomo Electric Industries, Ltd. High-hardness conductive diamond polycrystalline body and method for producing same
EA008238B1 (en) * 2005-01-04 2007-04-27 Игорь Михайлович Старченко Method for synthesising reinforced superhard materials

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4273561A (en) * 1975-08-27 1981-06-16 Fernandez Moran Villalobos Hum Ultrasharp polycrystalline diamond edges, points, and improved diamond composites, and methods of making and irradiating same
RU2102317C1 (en) * 1991-06-27 1998-01-20 Акционерное общество Терского завода алмазного инструмента Method for recovering diamonds from worm-out diamond tooling
JPH05132704A (en) * 1991-11-11 1993-05-28 Kobe Steel Ltd High-hardness microcrystal sintered compact and production thereof
RU2050319C1 (en) * 1993-02-26 1995-12-20 Акционерное общество закрытого типа "Меганит" Mixture for production of composite polycrystalline material
RU2142407C1 (en) * 1998-06-25 1999-12-10 Химический факультет Московского государственного университета им.М.В.Ломоносова Method of purification of cubic boron nitride

Also Published As

Publication number Publication date
AU2003236208A1 (en) 2003-10-27
WO2003086971A1 (en) 2003-10-23
EA200200576A1 (en) 2003-10-30
UA76963C2 (en) 2006-10-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5013156B2 (en) High hardness diamond polycrystal and method for producing the same
US4643741A (en) Thermostable polycrystalline diamond body, method and mold for producing same
JP2672136B2 (en) Diamond compact
JP5070688B2 (en) High hardness diamond polycrystal and method for producing the same
JP4836943B2 (en) Osmium diboride compound, tool, surface coating material, abrasive, coating method, polishing method, and cutting method
JP5140606B2 (en) Wire drawing dies
Wakatsuki et al. Notes on compressible gasket and Bridgman-anvil type high pressure apparatus
ZA200504183B (en) Superfine particulate diamond sintered product of high purity and high hardness and method for production thereof
JP3877677B2 (en) Heat resistant diamond composite sintered body and its manufacturing method
Kermani et al. The effect of mechanical alloying on microstructure and mechanical properties of MoSi2 prepared by spark plasma sintering
JP2013530914A (en) High-strength diamond-SiC compact and manufacturing method thereof
JP5076300B2 (en) High hardness diamond polycrystal
US9573249B2 (en) Boron nitride composites
EA006011B1 (en) Process for synthesis of superhard materials
JP7033542B2 (en) Cubic boron nitride polycrystals and their manufacturing methods, as well as cutting tools and grinding tools
JP6950942B2 (en) Hard material containing rhenium nitride, its manufacturing method and cutting tools using it
US10160654B2 (en) Ultrahard nanotwinned diamond bulk material and method for preparing the same
RU2131763C1 (en) Method of manufacturing artificial diamonds
EA008238B1 (en) Method for synthesising reinforced superhard materials
JP7425872B2 (en) Polycrystalline diamond with iron-containing binder
Sorb et al. Diamond: high-pressure synthesis
Volov et al. Sintering of polycrystalline compacts from cladded detonation nanodiamond powders
RU2547485C1 (en) Method of producing super hard composite material
Ekimov et al. Diamond crystallization in the system B 4 C–C
RU2525005C2 (en) Method of producing polycrystalline composite material

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ KZ KG MD TJ TM

MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): BY RU