RU2171793C2 - Method of preparing blend of aluminium hydroxynitride - Google Patents
Method of preparing blend of aluminium hydroxynitride Download PDFInfo
- Publication number
- RU2171793C2 RU2171793C2 RU99121750A RU99121750A RU2171793C2 RU 2171793 C2 RU2171793 C2 RU 2171793C2 RU 99121750 A RU99121750 A RU 99121750A RU 99121750 A RU99121750 A RU 99121750A RU 2171793 C2 RU2171793 C2 RU 2171793C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- aluminum
- powder
- ultrafine
- hydroxynitride
- mixture
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области получения тугоплавких керамических материалов, в частности к способам получения оксинитрида алюминия, который может быть использован в качестве компонента керамики и металлокерамики для изготовления режущего инструмента, термостойких и теплопроводных элементов конструкций. The invention relates to the field of production of refractory ceramic materials, in particular to methods for producing aluminum oxynitride, which can be used as a component of ceramics and cermets for the manufacture of cutting tools, heat-resistant and heat-conducting structural elements.
Известен способ получения оксинитридов, в частности оксинитрида титана, являющегося диагональным аналогом алюминия в периодической таблице (Алямовский С.И., Зайнуллин Ю.Г., Швейкин Г.П. Оксикарбиды и оксинитриды металлов IVA и VA подгрупп. М.: Наука, 1981, с. 58-62). Синтез осуществляется путем вакуумного спекания оксида и нитрида соответствующего элемента при температуре 1500oC в течение 60-80 часов.A known method of producing oxy nitrides, in particular titanium oxy nitride, which is a diagonal analogue of aluminum in the periodic table (Alyamovsky SI, Zaynullin Yu.G., Shveikin GP Oxycarbides and metal oxy nitrides IVA and VA subgroups. M: Nauka, 1981 p. 58-62). The synthesis is carried out by vacuum sintering of the oxide and nitride of the corresponding element at a temperature of 1500 o C for 60-80 hours.
Недостатком этого способа являются большие энергозатраты, связанные с использованием глубокого вакуума (до 10-5 мм рт.ст.) и необходимостью поддержания высоких температур в течение длительного времени.The disadvantage of this method is the high energy costs associated with the use of deep vacuum (up to 10 -5 mm Hg) and the need to maintain high temperatures for a long time.
Наиболее близким по технической сущности к предложенному нами решению является выбранный за прототип способ получения шихты, содержащей нитрид алюминия (см. патент РФ N 2132832, кл. C 04 B 35/581, опубл. 10.07.99 г.). По этому способу ультрадисперсный порошок алюминия смешивают с порошком алюминия средней дисперсности. Процесс горения свободно насыпанной смеси порошков в атмосфере воздуха инициируют с помощью нихромовой или вольфрамовой спирали. Получается порошок, который по данным рентгенофазового анализа содержит до 52,3 мас.% нитрида алюминия, а остальное - оксиды алюминия, оксинитрид алюминия и недогоревший алюминий. Таким образом, максимально возможное содержание оксинитрида алюминия составляет до 47,7 мас.%. The closest in technical essence to the solution we proposed is the prototype method of producing a mixture containing aluminum nitride (see RF patent N 2132832, class C 04 B 35/581, publ. 10.07.99). According to this method, ultrafine aluminum powder is mixed with medium dispersion aluminum powder. The combustion process of a freely poured mixture of powders in an air atmosphere is initiated using a nichrome or tungsten spiral. A powder is obtained which, according to x-ray phase analysis, contains up to 52.3 wt.% Aluminum nitride, and the rest is aluminum oxides, aluminum oxynitride and unburned aluminum. Thus, the maximum possible content of aluminum oxynitride is up to 47.7 wt.%.
К недостаткам этого способа относится низкий процент выхода оксинитрида алюминия, а также использование дорогостоящего ультрадисперсного порошка алюминия (УДП алюминия). The disadvantages of this method include the low yield of aluminum oxy nitride, as well as the use of expensive ultrafine aluminum powder (UDP aluminum).
Основной технической задачей данного изобретения является увеличение выхода оксинитрида алюминия в продуктах горения, а также снижение себестоимости готового продукта за счет использования смеси ультрадисперсного порошка оксида алюминия и порошка алюминия средней дисперсности. При применении предложенного способа содержание оксинитрида алюминия в продуктах горения достигает до 98,5, а в прототипе - менее 47,7 мас.%. The main technical objective of this invention is to increase the yield of aluminum oxy nitride in the combustion products, as well as reducing the cost of the finished product through the use of a mixture of ultrafine aluminum oxide powder and medium dispersion aluminum powder. When using the proposed method, the content of aluminum oxy nitride in the combustion products reaches up to 98.5, and in the prototype less than 47.7 wt.%.
Поставленная техническая задача достигается тем, что в способе получения шихты, содержащей оксинитрид алюминия, который включает сжигание на воздухе смеси ультрадисперсного порошка алюминия и порошка алюминия средней дисперсности, согласно предложенному решению в качестве ультрадисперсного порошка на основе алюминия используется порошок оксида алюминия, который перед сжиганием смешивают с порошком алюминия средней дисперсности при следующем соотношении порошков, мас.%:
УДП оксида алюминия - 5 - 60,
порошок алюминия средней дисперсности - остальное
Проведенный заявителем анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностями признаком, тождественные всем признакам заявляемого способа, отсутствуют. Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию патентоспособности "новизна".The stated technical problem is achieved in that in the method for producing a mixture containing aluminum oxynitride, which involves burning in air a mixture of ultrafine aluminum powder and medium dispersed aluminum powder, according to the proposed solution, aluminum oxide powder is used as an ultrafine powder based on aluminum, which is mixed before burning with aluminum powder of medium dispersion in the following ratio of powders, wt.%:
UDP aluminum oxide - 5 - 60,
fine aluminum powder - the rest
The analysis of the prior art by the applicant made it possible to establish that there are no analogs characterized by feature sets that are identical to all the features of the proposed method. Therefore, the claimed invention meets the condition of patentability "novelty."
Результаты поиска известных решений в данной и смежных областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа заявленного изобретения, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Search results for known solutions in this and related fields of technology in order to identify features that match the distinctive features of the prototype of the claimed invention have shown that they do not follow explicitly from the prior art.
Из определенного заявителем уровня техники не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками изобретения преобразований на достижение указанного технического результата. Следовательно, изобретение соответствует условию патентоспособности "изобретательский уровень". From the prior art determined by the applicant, the influence of the transformations provided for by the essential features of the invention on the achievement of the indicated technical result is not known. Therefore, the invention meets the condition of patentability "inventive step".
Ультрадисперсный порошок - порошок с размерами частиц 0,1 - 0,01 мкм (см. Шведов Е.Л., Денисенко Э.Т. и др. Словарь-справочник по порошковой металлургии. Киев: Наукова думка. 1982. С. 227). Ultrafine powder - a powder with a particle size of 0.1 - 0.01 μm (see Shvedov E.L., Denisenko ET, et al. Dictionary Dictionary of Powder Metallurgy. Kiev: Naukova Dumka. 1982. P. 227) .
Порошок алюминия средней дисперсности - порошок, для которого среднеповерхностный размер частиц составляет 40-150 мкм (см. Диагностика металлических порошков. В.Я. Буланов и др. М.: Наука. 1983. С. 6). Powder of medium dispersion aluminum is a powder for which the average surface particle size is 40-150 microns (see Diagnostics of metal powders. V.Ya. Bulanov et al. M .: Nauka. 1983. P. 6).
В примере конкретного выполнения используют порошок алюминия средней дисперсности - порошок марки АСД-1, который имеет среднеповерхностный диаметр частиц 80 мкм и выпускается по ТУ-48- 5-226-83 и ультрадисперсный порошок оксида алюминия со среднеповерхностным диаметром частиц менее 0,1 мкм (Sуд = 6,5 м2/г).In an example of a specific embodiment, an average dispersion aluminum powder is used - an ASD-1 brand powder, which has an average surface particle diameter of 80 μm and is produced according to TU-48-5-26-83 and an ultrafine aluminum oxide powder with an average surface particle diameter of less than 0.1 μm ( S beats = 6.5 m 2 / g).
Примеры конкретного выполнения. Для осуществления данного способа были взяты навески по 10 г смесей следующего состава (весовых частей):
УДП оксида алюминия - 3$ 5; 20; 40; 60; 80; 90; 95
порошок алюминия средней дисперсности АСД-1 - остальное
Затем исходные навески смешивали сухим способом в смесителе типа "пьяная бочка" в течение 1-2 минут. Далее образцы высыпали на подложку из нержавеющей стали. Инициирование процесса горения проводили путем контакта смеси с нихромовой спиралью, нагретой до 600oC. После окончания горения получали легкоизмельчаемый спек.Examples of specific performance. To implement this method, weighed samples of 10 g of mixtures of the following composition (weight parts) were taken:
UDP aluminum oxide - 3 $ 5; 20; 40; 60; 80; 90; 95
aluminum powder of medium dispersion ASD-1 - the rest
Then, the initial samples were dry mixed in a drunk barrel mixer for 1-2 minutes. Next, the samples were poured onto a stainless steel substrate. The initiation of the combustion process was carried out by contacting the mixture with a nichrome spiral heated to 600 o C. After the end of combustion, a finely divided cake was obtained.
Содержание оксинитрида алюминия в полученных шихтах определялось по сумме результатов рентгенофазового и химического анализов (на содержание связанного азота). The content of aluminum oxy nitride in the resulting blends was determined by the sum of the results of x-ray phase and chemical analyzes (for the content of bound nitrogen).
Результаты экспериментов представлены в таблице. The experimental results are presented in the table.
Из данных таблицы следует, что при содержании АСД-1 в смеси менее 10 мас.% горение не инициируется вследствие недостатка горючего, а при содержании АСД-1 более 95 мас.% значительно снижается выход оксинитрида алюминия. Таким образом, предложенный способ позволяет достигнуть содержание оксинитрида алюминия в продуктах горения до 98,5%, что в 2 раза больше чем по прототипу. Кроме того, предложенный способ позволяет отказаться от дорогостоящего УДП алюминия, что приводит к снижению себестоимости конечного продукта. From the table it follows that when the content of ASD-1 in the mixture is less than 10 wt.%, Combustion is not initiated due to lack of fuel, and when the content of ASD-1 is more than 95 wt.%, The yield of aluminum oxynitride is significantly reduced. Thus, the proposed method allows to achieve the content of aluminum oxy nitride in the combustion products up to 98.5%, which is 2 times more than the prototype. In addition, the proposed method eliminates the cost of UDP aluminum, which leads to lower costs of the final product.
Claims (1)
Ультрадисперсный порошок оксида алюминия - 5 - 60
Порошок алюминия средней дисперсности - ОстальноеоA method of producing a mixture of aluminum oxy nitride, which involves mixing an ultrafine aluminum-containing powder with an average dispersed aluminum powder, further burning the powder mixture in air, characterized in that an ultrafine aluminum oxide powder is used as an ultrafine powder in the following ratio of mixture components, wt.%:
Ultrafine alumina powder - 5 - 60
Medium Powder Aluminum Powder - Rest
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99121750A RU2171793C2 (en) | 1999-10-14 | 1999-10-14 | Method of preparing blend of aluminium hydroxynitride |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99121750A RU2171793C2 (en) | 1999-10-14 | 1999-10-14 | Method of preparing blend of aluminium hydroxynitride |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU99121750A RU99121750A (en) | 2001-07-20 |
| RU2171793C2 true RU2171793C2 (en) | 2001-08-10 |
Family
ID=48231268
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99121750A RU2171793C2 (en) | 1999-10-14 | 1999-10-14 | Method of preparing blend of aluminium hydroxynitride |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2171793C2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2647075C1 (en) * | 2016-06-02 | 2018-03-13 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН) | Method of obtaining nanopowder of aluminum oxinitride |
| WO2021101631A3 (en) * | 2019-10-02 | 2021-08-19 | The Johns Hopkins University | Composite precursor powder for non-oxide ceramics |
| RU2815897C1 (en) * | 2023-05-17 | 2024-03-25 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А.Г. Мержанова Российской академии наук | Method for producing optically transparent ceramics based on aluminium oxynitride |
-
1999
- 1999-10-14 RU RU99121750A patent/RU2171793C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2647075C1 (en) * | 2016-06-02 | 2018-03-13 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН) | Method of obtaining nanopowder of aluminum oxinitride |
| WO2021101631A3 (en) * | 2019-10-02 | 2021-08-19 | The Johns Hopkins University | Composite precursor powder for non-oxide ceramics |
| RU2815897C1 (en) * | 2023-05-17 | 2024-03-25 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А.Г. Мержанова Российской академии наук | Method for producing optically transparent ceramics based on aluminium oxynitride |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH07277814A (en) | Alumina-based ceramic sintered compact | |
| CN101218188B (en) | Sintered yttria, anticorrosion member and process for producing the same | |
| RU2171793C2 (en) | Method of preparing blend of aluminium hydroxynitride | |
| CN109761614A (en) | A kind of gel-casting method of AlON ceramics | |
| CN110282983A (en) | A kind of high rigidity TiB of no interphase2-B4C ceramic composite preparation method and applications | |
| JPH055782B2 (en) | ||
| US5563108A (en) | Raw batch for producing reaction-bonded silicon carbide refractory product | |
| JPH03218975A (en) | Silicon nitride body and production thereof | |
| US4500644A (en) | Preparation and composition of sialon grain and powder | |
| RU2249570C2 (en) | Batch composition for production of discrete ceramic materials from zirconia | |
| RU2815897C1 (en) | Method for producing optically transparent ceramics based on aluminium oxynitride | |
| RU2132832C1 (en) | Method of preparing aluminium nitride-containing blend | |
| RU2264997C1 (en) | Furnace charge for production of aluminum oxynitride | |
| RU2370472C1 (en) | Method of producing moulded aluminium oxynitride in burning mode | |
| JP2723411B2 (en) | Aluminum nitride powder | |
| JPS62291539A (en) | Jig for measuring mechanical characteristic | |
| RU2046777C1 (en) | Method of producing corundum-thialith ceramics (oxtinalox - ct) | |
| Salles et al. | Synthesis of SiCNAl (O) pre-alloyed nanopowders by pyrolysis of an aluminosilazane aerosol | |
| RU2035260C1 (en) | Titanium-based charge for production of abrasive material | |
| JPH05117030A (en) | Complex ceramic and its production | |
| RU2017849C1 (en) | Charge for making porous permeable material | |
| RU2250886C1 (en) | Method of production of aluminum titanate and article made form this product | |
| RU2055046C1 (en) | Method for producing mullite-based reaction-baked ceramic material (sialox-m) | |
| RU2055050C1 (en) | Method for production of mullite-based reaction-baked ceramic material (oxsalsox-m) | |
| RU2055047C1 (en) | Method for producing mullite-based reaction-baked ceramics (oxsanalsox-m) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091015 |