FI63203B - Avlaong partikel av kubisk bornitrid och foerfarande foer dessframstaellning - Google Patents
Avlaong partikel av kubisk bornitrid och foerfarande foer dessframstaellning Download PDFInfo
- Publication number
- FI63203B FI63203B FI752094A FI752094A FI63203B FI 63203 B FI63203 B FI 63203B FI 752094 A FI752094 A FI 752094A FI 752094 A FI752094 A FI 752094A FI 63203 B FI63203 B FI 63203B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- boron nitride
- catalyst
- nitride
- particles
- elongate
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B21/00—Nitrogen; Compounds thereof
- C01B21/06—Binary 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
- C01B21/064—Binary 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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J27/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
- B01J27/24—Nitrogen compounds
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
Γ-, .... KU ULUTUSJULKAISU _ _ Λ _ _ tBl 01) UTLAGGNINOSSKRIFT 6 3203 C Patentti myönnetty 10 05 1983
Patent oeddelat ^ T ^ (S1) Kv.ik.3/int.a.3 C 01 B 21/064 SUOM I —FI N LAN D (21) Pmntt<h»fc«mu« — fumtanMuiint 75209¾ • (22) H«k*ml»piKrl —Anrtknliipd·* 21.07-75 ' * (23) AlkupUvi—Glltigh«ad«f 21.07-75 (41) Tullut )ulkl*«ksl— BlIvK offefttllj 01 76
Pumtti. i* rakiiMrilnllltu·
Patent- och registerstyrdaen ' Amokan utltgd odi utUkrtftwi publkwrad 31.01.83 (32)(33)(31) Pw*«**y **uelk*u· -4«|W priontat 29.07.7I+ 1^.03.75 Etelä-Afrikan Tasavalta-Sydafrikanska Republiken(ZA) 7^/^812, 75/1595 (71) De Beers Industrial Diamond Division Limited, Johannesburg, Transvaal, Etelä-Afrikan Tasavalta-Sydafrikanska Republiken(ZA) (72) Robert John Caveney, Johannesburg, Transvaal, Etelä-Afrikan Tasavalta-Sydafrikanska Republiken(ZA) (7¾) Oy Jalo Ant-Wuorinen Ab (5¾) Kuutioimista boorinitridiä oleva pitkänomainen partikkeli ja menetelmä sen valmistamiseksi - Avl&ng partikel av kubisk bornitrid och förfa-rande för dess framställning
Kuutiomainen boorinitridi on kova aine, ainoastaan timantti on kovempi. Tämä aine kuvataan US-patenttijulkaisussa 2 947 617. Kuu-tiomaista boorinitridiä (CBN) valmistetaan saattamalla heksagonaalis-ta boorinitridiä sopivan liuottimen/katalyytin läsnäollessa korkeille lämpötiloille ja paineille alttiiksi, joissa kuutiomainen boorinitridi on kristallograafisesti pysyvä. Kuutiomaista boorinitridiä valmistetaan sellaisen aineen läsnäollessa, joka toimii liuottimena tai katalyyttinä tai molempina. Tällaisia aineita kutsutaan seuraavassa selityksessä ja vaatimuksissa katalyyteiksi. Esimerkkejä sopivista katalyyteistä on annettu yllämainitussa US-patenttijulkaisussa ja tällaisia ovat mm. alkalimetallit, maa-alkalimetallit, lyijy, antimoni, tina ja näiden metallien nitridit. Muita katalyyttejä on kehitetty ja aluminium/rauta-lejeeringit voidaan mainita esimerkkinä.
Kuutiomaisen boorinitridin valmistus vaatii korkeiden lämpötilojen ja paineiden käyttämistä. Ne voidaan aikaansaada laitteessa, jota kutsutaan "belf-laitteeksi, jota on kuvattu US-patenttijulkaisua- 2 63203 sa 2 941 248. Tämä laite koostuu pääasiassa renkaanmuotoisesta vyö-tai matriisielimestä, jossa on suppeneva aukko ja pari samankeskistä katkaistun kartion muotoista meistiä, jotka voivat siirtyä aukkoon muodostaen reaktiokammion tai vyöhykkeen siinä. Sopivaa tiivistys-ainetta, kuten pyrofylliittiä,käytetään meisti- ja matriisielinten välillä tiivistystarkoituksia varten sekä matriisin reaktiovyöhyket-tä päin olevalla sisäpinnalla matriisin tämän osan termiseksi eristämiseksi. Reaktiokammion lämpötilaa voidaan nostaa kytkemällä meisti-elimet sähkövoimalähteeseen ja muodostamalla vastuskuumennusvirtapiiri meistien ja reaktiokammion sisällön kautta.
Kuutiomainen boorinitridi on hyvä hiomisaine teräksien, kuten pikateräksien hiomiseen. Hiomisprosessissa se tavallisesti muodostaa muoviside-hiomalaikan osan.
Tämän keksinnön mukaan valmistetaan pitkänomaisia, kuutiomaista boorinitridiä olevia partikkeleita, joita on on määritetty seuraavassa, menetelmällä, jonka mukaan heksagonaalinen boorinitridi ja alkalime-tallia, maa-alkalimetallia tai niiden nitridiä oleva katalyytti saatetaan keskenään kosketukseen reaktiovyöhykkeessä, ja reaktiovyöhyk-keen sisältö saatetaan alttiiksi kuutiomaisen boorinitridin muodostumiselle sopiville lämpötiloille ja paineille, ja menetelmälle on tunnusomaista, että heksagonaalinen boorinitridi asetetaan vaippana ka-talyyttisydämen ympärille ja että heksagonaalisen boorinitridin ja katalyytin välinen painosuhde on alueella 10:1-3:1. Samanaikaisesti pitkänomaisten partikkeleiden kanssa muodostuu luonnollisesi myös vähän sellaisia partikkeleita, jotka eivät ole pitkänomaisia.
Kuutiomaisen boorinitridin valmistamiseksi voivat lämpötila- ja paineolosuhteet olla tunnetut. Esimerkkejä sopivista lämpötiloista ja paineista ilmenee US-patenttijulkaisusta 2 947 617. Tavallisesti ovat kuitenkin käytetyt lämpötilat 1500°C-2000°C ja paineet 5000-10000 MPa. Sopivia katalyyttejä ovat alkali- ja maa-alkalimetallien nitri-dit, etenkin kalsiumnitridi ja litiumnitridi.
Heksagonaalinen boorinitridi (HBN) asetetaan vaipan muodossa katalyyttisydämen ympärille. On havaittu, että muodostuu säteittäisiä heikkoja alueita HBN-vaipassa, kun se saatetaan vaadituille lämpötila- ja paineolosuhteille alttiiksi ja että katalyytti tunkeutuu näiden heikkojen alueiden läpi muodostaen pitkänomaisia partikkeleita. Katalyyttisydämellä varustettu HBN-vaippa voidaan sijoittaa pyrofyl-liittivaippaan ja sen jälkeen tavanomaisella tavalla korkealämpötila-painelaitteen reaktiovyöhykkeeseen.
HBN-vaippa voi olla yksiosainen tai voi muodostua useasta seg- 3 63203 mentistä, jotka yhdessä muodostavat vaipan. Sydän voi olla jauhemainen, mutta se tehdään mieluimmin kiinteäksi yhtenäiseksi kappaleeksi. Voidaan käyttää mitä tahansa tunnettua tiivistämismenetelmää. HBNrstä tehty levy voidaan sijoittaa sydämen molempiin vastakkaisiin päihin.
Heksagonaalisen boorinitridin ja katalyytin painosuhde on sopi-vimmin 6:1 - 5:1.
Yllä mainitun menetelmän avulla valmistetut pitkänomaiset kuu-tiomaisen boorinitridin partikkelit ovat osoittautuneet erikoislaatuisiksi ja niille on tunnusomaista, että niillä on pitkä akseli ja poikittainen lyhyt akseli, jolloin pitkän akselin suhde lyhyeen akseliin on vähintään 3:1 ja pitkä akseli sijaitsee <111>-kidesuunnassa. Keksintö koskee myös tällaisia millä tavalla tahansa valmistettuja pitkänomaisia, kuut iomai s ta boorinitridiä olevia partikkeleita.
Esimerkkejä keksinnön mukaisista pitkänomaisista kuutiomaisen boorinitridin partikkeleista esitetään oheisena kuvioina 1 ja 2 liitetyissä valokuvissa. Kuvion 1 valokuvan suurennus on 269 ja kuvion 2 valokuvan suurennus on 273. On huomattava, että näiden partikkeleiden pitkät akselit sijaitsevat <111>-kidesuunnassa ja että partikkeleilla on epäsäännöllinen pinta.
Pitkän akselin suhteen määrittämiseksi lyhyeen akseliin nähden käytetään dimensioiltaan suurimmat pitkät ja lyhyet akselit.
Partikkeleiden koko voi vaihdella, mutta on tavallisesti suuruusluokkaa 0,250-0,074 mm. Partikkeleiden koko on mieluimmin 0,177-0,088 mm.
Keksinnön mukaiset uudet partikkelit ovat tavallisesti hauraat, mikä tekee ne erityisen sopiviksi hiomistarkoituksia varten, koska niiden haurauden johdosta muodostuu jatkuvasti uusia leikkauspintoja hio-misprosessin aikana. Partikkelit voidaan sisällyttää hiomistyökalujen, esim. muoviside- ja metalliside-hiomistyökalujen hiovaan osaan. Mieluimmin ovat partikkelit sisällytetyt työkalun hiovaan osaan niin, että niiden pitkät akselit ovat pääasiassa kohtisuorasti työpintaa vasten.
Haurautensa vuoksi käytetään partikkeleita mieluimmin muoviside-hiomalaikoissa. Partikkeleiden epäsäännöllinen pinta edesauttaa niiden kiinnittymistä muovimatriisiin. Kiinnityksen parantamiseksi edelleen ovat partikkelit mieluimmin päällystetyt metallilla, mieluimmin nikkelillä. Partikkeleiden tekemiseksi mahdollisimman tehokkaiksi ovat ne, kuten yllä on mainittu, niin suunnatut laikan hiomaosassa, että • ·,·. t M , 4 63203 niiden pitkät akselit ovat pääasiassa kohtisuorasti työpintaa vasten.
Muoviside-hiomalaikat ovat tekniikassa hyvin tunnettuja, kuten myös niiden valmistusmenetelmät. Lyhyesti sanottuna, valmistetaan muoviside-laikkoja muodostamalla sopiva muotti napaosan ympärille, joka tavallisesti on esim. bakeliittia, lisätään jauhemaisten muoviläh-töaineiden seosta, kuutiomaista boorinitridiä ja täyteainetta muottiin, ja saatetaan muotissa oleva seos paineelle ja lämmölle alttiiksi muovin kovettamiseksi. Muovi voi olla fenoliformaldehydi- tai polyimidi-muovia tai jokin muu hiomalaikoissa tunnettu muovi.
Kuutiomaisen boorinitridin määrä laikan hiomatyöosassa vaihtelee riippuen laikan tyypistä. Hiomaosan kuutiomaisen boorinitridin osuus on yleensä noin 10-25 tilavuus-%.
Partikkelit voidaan suunnata voimakentän avulla käyttämällä tunnettua tekniikkaa. Voimakenttä voi olla elektrostaattinen. Vaihtoehtoisesti voidaan partikkelit päällystää magneettisella aineella, kuten ferromagneettisella metallilla ja partikkelit suunnata ulkopuolisen magneettikentän avulla.
Eräässä keksinnön esimerkissä sijoitettiin tiivistettyä litium-nitridiä oleva sydän heksagonaalista boorinitridiä olevan vaipan sisään. Sydämen ja vaipan mitat olivat sellaiset, että ne sopivat tiiviisti yhteen. Heksagonaalista boorinitridiä olevat levyt sijoitettiin sydänkappaleen päälle ja alle. Oheisen piirustuksen kuvio 3 esittää tätä järjestelmää kaaviomaisesti. Viitataan tähän kuvioon, jossa sy-dänkappale on merkitty numerolla 10 ja vaippa ja levyt 12 vast. 14. Heksagonaalisen boorinitridin painosuhde litiumnitridiin oli noin 6:1.
Litiumnitridi/HBN-seos sijoitettiin sitten pyrofylliitti-vaippaan ja tämä kokonaisuus sijotettiin korkealämpötila-painelaitteen reaktio-vyöhykkeeseen, jota on kuvattu US-patenttijulkaisussa 2 941 248.
Reaktiovyöhykkeen lämpötila ja paine nostettiin 1500°C:seen ja 5000 MPatiin nostamalla ensin paine ja sitten lämpötila toivottuihin arvoihin. Nämä olosuhteet ylläpidettiin noin kymmenen minuuttia ja poistettiin sitten antamalla ensin lämpötilan ja sen jälkeen paineen laskea ympäröiviä olosuhteita vastaaviksi. Reaktiokapselin kuutiomai-nen boorinitridi otettiin talteen käyttämällä tavanomaista tekniikkaa. Valmistettu kuutiomainen boorinitridi sisälsi suuren prosentuaalisen määrän pitkänomaisia tai neulanmuotoisia partikkeleita, jotka olivat samaa tyyppiä kuin kuvioissa 1 ja 2 on esitetty.
Valmistetut pitkänomaiset partikkelit olivat suurimmaksi osaksi suuruusluokkaa 0,250-0,088 mm.
Claims (7)
1. Kuutiomaista boorinitridiä oleva pitkänomainen partikkeli, tunnettu siitä, että sen pitkän akselin suhde lyhyeen akseliin on vähintään 3:1 ja että pitkä akseli sijaitsee <lll>-kidesuunnassa.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen pitkänomainen boori-nitridipartikkeli, tunnettu siitä, että sillä on epäsäännölliset pinnat.
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen pitkänomainen boorinitridipartikkeli, tunnettu siitä, että se on hauras.
4. Jonkin tai joidenkin patenttivaatimusten 1-3 mukainen pitkänomainen boorinitridipartikkeli, tunnet-t u siitä, että se on suuruusluokkaa 0,250-0,074 mm, edullisesti 0,177-0,088 mm.
5. Menetelmä patenttivaatimuksen 1 mukaisten pitkänomaisten, kuutiomaisen boorinitridin partikkeleiden valmistamiseksi, jonka mukaan heksagonaalinen boorinitridi ja alkali-metallia, maa-alkalimetallia tai niiden nitridiä oleva katalyytti saatetaan keskenään kosketukseen reaktiovyöhykkeessä, ja reakiovyöhykkeen sisältö saatetaan alttiiksi kuutiomaisen boorinitridin muodostumiselle sopiville lämpötiloille ja paineille, tunnettu siitä, että heksagonaalinen boorinitridi asetetaan vaippana katalyyttisydämen ympärille ja että heksagonaalisen boorinitridin ja katalyytin välinen paino-suhde on alueella 10:1-3:1.
6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että heksagonaalisen boorinitridin paino-suhde katalyyttiin on 6:1-5:1.
7. Patenttivaatimuksen 5 tai 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että katalyytti on kalsiumnitridi ja/tai litiumnitridi.
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
ZA7404812 | 1974-07-29 | ||
ZA00744812A ZA744812B (en) | 1974-07-29 | 1974-07-29 | Production of cubic boron nitride |
ZA751595 | 1975-03-14 | ||
ZA7501595 | 1975-03-14 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI752094A FI752094A (fi) | 1976-01-30 |
FI63203B true FI63203B (fi) | 1983-01-31 |
FI63203C FI63203C (fi) | 1983-05-10 |
Family
ID=27131106
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI752094A FI63203C (fi) | 1974-07-29 | 1975-07-21 | Avlaong partikel av kubisk bornitrid och foerfarande foer dessframstaellning |
Country Status (18)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5137897A (fi) |
AR (1) | AR209313A1 (fi) |
AT (1) | AT359974B (fi) |
AU (1) | AU498756B2 (fi) |
BR (1) | BR7504828A (fi) |
CA (1) | CA1072296A (fi) |
CH (1) | CH618145A5 (fi) |
DE (1) | DE2531339A1 (fi) |
ES (1) | ES439828A1 (fi) |
FI (1) | FI63203C (fi) |
FR (1) | FR2280583A1 (fi) |
GB (1) | GB1505923A (fi) |
IE (1) | IE42151B1 (fi) |
IL (1) | IL47808A (fi) |
IN (1) | IN143200B (fi) |
IT (1) | IT1044741B (fi) |
NL (1) | NL7508934A (fi) |
SE (1) | SE411443B (fi) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5181939A (en) * | 1989-12-20 | 1993-01-26 | Charles Neff | Article and a method for producing an article having a high friction surface |
US5213590A (en) * | 1989-12-20 | 1993-05-25 | Neff Charles E | Article and a method for producing an article having a high friction surface |
JP4183317B2 (ja) * | 1997-11-25 | 2008-11-19 | 昭和電工株式会社 | 立方晶窒化ホウ素の製造方法 |
US6997790B2 (en) | 2002-08-07 | 2006-02-14 | Neff Charles E | Method of fabricating pliant workpieces, tools for performing the method and methods for making those tools |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2941248A (en) * | 1958-01-06 | 1960-06-21 | Gen Electric | High temperature high pressure apparatus |
US2947617A (en) * | 1958-01-06 | 1960-08-02 | Gen Electric | Abrasive material and preparation thereof |
GB860499A (en) * | 1958-01-27 | 1961-02-08 | Gen Electric | Methods of making cubic boron nitride |
-
1975
- 1975-07-08 CA CA231,085A patent/CA1072296A/en not_active Expired
- 1975-07-09 IN IN1338/CAL/75A patent/IN143200B/en unknown
- 1975-07-12 DE DE19752531339 patent/DE2531339A1/de not_active Withdrawn
- 1975-07-17 FR FR7523064A patent/FR2280583A1/fr active Granted
- 1975-07-21 FI FI752094A patent/FI63203C/fi not_active IP Right Cessation
- 1975-07-23 GB GB30735/75A patent/GB1505923A/en not_active Expired
- 1975-07-23 CH CH963775A patent/CH618145A5/de not_active IP Right Cessation
- 1975-07-23 JP JP50089291A patent/JPS5137897A/ja active Pending
- 1975-07-24 AU AU83367/75A patent/AU498756B2/en not_active Expired
- 1975-07-25 IL IL47808A patent/IL47808A/en unknown
- 1975-07-25 NL NL7508934A patent/NL7508934A/xx unknown
- 1975-07-28 IE IE1683/75A patent/IE42151B1/en unknown
- 1975-07-28 AT AT580675A patent/AT359974B/de active
- 1975-07-28 SE SE7508551A patent/SE411443B/xx not_active IP Right Cessation
- 1975-07-28 BR BR7504828*A patent/BR7504828A/pt unknown
- 1975-07-29 ES ES439828A patent/ES439828A1/es not_active Expired
- 1975-07-29 AR AR259805A patent/AR209313A1/es active
- 1975-07-29 IT IT68963/75A patent/IT1044741B/it active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB1505923A (en) | 1978-04-05 |
AU498756B2 (en) | 1979-03-22 |
IL47808A0 (en) | 1975-10-15 |
IT1044741B (it) | 1980-04-21 |
AR209313A1 (es) | 1977-04-15 |
ES439828A1 (es) | 1977-06-01 |
IE42151L (en) | 1976-01-29 |
FI752094A (fi) | 1976-01-30 |
CA1072296A (en) | 1980-02-26 |
IE42151B1 (en) | 1980-06-18 |
AT359974B (de) | 1980-12-10 |
SE411443B (sv) | 1979-12-27 |
IL47808A (en) | 1977-08-31 |
AU8336775A (en) | 1977-01-27 |
BR7504828A (pt) | 1976-07-06 |
ATA580675A (de) | 1980-05-15 |
SE7508551L (sv) | 1976-01-30 |
FR2280583A1 (fr) | 1976-02-27 |
IN143200B (fi) | 1977-10-15 |
CH618145A5 (en) | 1980-07-15 |
DE2531339A1 (de) | 1976-02-12 |
NL7508934A (nl) | 1976-02-02 |
FI63203C (fi) | 1983-05-10 |
JPS5137897A (fi) | 1976-03-30 |
FR2280583B1 (fi) | 1981-06-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4556403A (en) | Diamond abrasive products | |
CA1140728A (en) | Production of cubic boron nitride from powdered hexagonal boron nitride in the absence of catalyst | |
EP0208414B1 (en) | Thermally stable diamond abrasive compact body | |
CA1136429A (en) | Abrasive compacts | |
JP2702024B2 (ja) | 複合ダイヤモンド研磨材成形体を生産する方法 | |
WO1993014906A1 (en) | Shrinkage reducing composition for bonded abrasive article | |
CA1336649C (en) | Synthesis of ultra-hard abrasive particles | |
SE454983B (sv) | Hardmaterialkropp av kubisk bornitrid | |
FI63203B (fi) | Avlaong partikel av kubisk bornitrid och foerfarande foer dessframstaellning | |
US3868234A (en) | Metal-bonded cubic boron nitride crystal body | |
FI62271B (fi) | Foerfarande foer framstaellning av laongstraeckt syntetisk rd-diamantpartikel | |
JPS5835949B2 (ja) | 炭化ケイ素体の製造方法 | |
JPS5919178B2 (ja) | クラッチまたはブレ−キライニング製造用の生成物 | |
US4985050A (en) | Supported thermally stable cubic boron nitride tool blanks and method for making the same | |
JP2001525244A (ja) | 結晶含有材料 | |
CA1158015A (en) | Boron-rich polycrystalline cubic boron nitride | |
EP0192391B1 (en) | Cubic boron nitride abrasive body | |
JPS63191505A (ja) | 高硬度焼結体工具 | |
CA2049672A1 (en) | Unsupported sintered cbn/diamond conjoint compacts and their fabrication | |
CA1111664A (en) | Polycrystalline diamond body/silicon carbide or silicon nitride substrate composite | |
SU576207A1 (ru) | Способ изготовлени режущего элемента | |
JPS5819737B2 (ja) | 工具用高硬度焼結体及びその製造方法 | |
BE831816A (fr) | Production de nitrure de bore cubique |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM | Patent lapsed |
Owner name: DE BEERS INDUSTRIAL DIAMOND DIVISION LTD |