RU2223220C2 - Method of preparing diamond particles, method of preparing diamond crystals, and method of preparing blanks containing diamond particles - Google Patents

Method of preparing diamond particles, method of preparing diamond crystals, and method of preparing blanks containing diamond particles Download PDF

Info

Publication number
RU2223220C2
RU2223220C2 RU2001128642/15A RU2001128642A RU2223220C2 RU 2223220 C2 RU2223220 C2 RU 2223220C2 RU 2001128642/15 A RU2001128642/15 A RU 2001128642/15A RU 2001128642 A RU2001128642 A RU 2001128642A RU 2223220 C2 RU2223220 C2 RU 2223220C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
diamond
particles
carbon
graphite
nanodispersed
Prior art date
Application number
RU2001128642/15A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2001128642A (en
Inventor
Тадеуш Брониславович Сенють (BY)
Тадеуш Брониславович Сенють
Владислав Тадеушевич Сенють (BY)
Владислав Тадеушевич Сенють
Original Assignee
Тадеуш Брониславович Сенють
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 Тадеуш Брониславович Сенють filed Critical Тадеуш Брониславович Сенють
Publication of RU2001128642A publication Critical patent/RU2001128642A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2223220C2 publication Critical patent/RU2223220C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

FIELD: carbon materials. SUBSTANCE: invention relates to synthesis of superhard materials, in particular to preparing diamond- based material usable for manufacture of machining tools. Nano-dispersed diamond particles are subjected to action of predetermined pressures and temperatures, said diamond particles being covered by nanometric graphite or carbon particles, to give diamond-based particles with particle size between 1 and 500 mcm and no more than 2% noncombustible impurities, the latter being optimal for most diamond-containing powder applications. Invention also allows preparation of diamond particles larger than 500 mcm in size. EFFECT: expanded possibilities in manufacture of diamond-based materials. 10 cl, 17 dwg, 5 tbl, 29 ex

Description

Изобретение относится к области синтеза сверхтвердых материалов, в частности к получению материала на основе алмаза, используемого для изготовления обрабатывающего инструмента. Полученный материал может применяться в качестве шлифовального и абразивного материала для получения высококачественных поверхностей деталей из различных материалов, в инструменте с вставками для сверления, фрезерования и точения деталей, а также в качестве формообразующих вставок. В частности, изобретение касается способа обработки частиц нанодисперсных алмазов. The invention relates to the field of synthesis of superhard materials, in particular to the production of diamond-based material used for the manufacture of a processing tool. The resulting material can be used as a grinding and abrasive material to obtain high-quality surfaces of parts from various materials, in a tool with inserts for drilling, milling and turning of parts, as well as as forming inserts. In particular, the invention relates to a method for processing particles of nanodispersed diamonds.

Известны способы получения частиц алмаза динамического синтеза (нанодисперсных алмазов) [1]. Выделяют две основных группы методов динамического синтеза алмазов, соответственно получаемых детонационным и ударно-волновым сжатием углеродсодержащих веществ. В первом случае углерод находится в самом взрывчатом веществе, а во втором - исходный углеграфитовый материал заключен в ампулу, сжимаемую под действием ударной нагрузки. Ультрадисперсный алмаз (УДА) получают, главным образом, методом детонационного синтеза, хотя достаточно дисперсные (нанометричные) алмазы получают и с помощью ударного сжатия, используя исходный углеграфитовый материал с высокодисперсной структурой. Known methods for producing diamond particles of dynamic synthesis (nanodispersed diamonds) [1]. There are two main groups of methods for the dynamic synthesis of diamonds, respectively obtained by detonation and shock-wave compression of carbon-containing substances. In the first case, carbon is in the explosive itself, and in the second, the initial carbon-graphite material is enclosed in an ampoule, which is compressed under the influence of an impact load. Ultrafine diamond (UDD) is obtained mainly by the method of detonation synthesis, although sufficiently dispersed (nanometric) diamonds are also obtained by shock compression using the initial carbon-graphite material with a highly dispersed structure.

Известны также способы получения нанодисперсных частиц алмаза химическим (физическим) осаждением из углеродсодержащего газа (плазмы) атомов, ионов, молекул или радикалов, содержащих углерод, на подложку при выращивании алмазной (алмазоподобной) пленки [2], стр.84-108. There are also known methods for producing nanodispersed diamond particles by chemical (physical) deposition from a carbon-containing gas (plasma) of atoms, ions, molecules or radicals containing carbon on a substrate when growing a diamond (diamond-like) film [2], pp. 84-108.

Однако этот способ исключительно дорогостоящий, малопроизводительный, трудоемкий и в настоящее время применяется пока только в научных целях. However, this method is extremely expensive, inefficient, time-consuming and is currently used only for scientific purposes.

Известны различные способы получения синтетических алмазов с использованием энергии взрыва, например получения порошков, содержащих частицы алмаза. Таким способом получают микропорошки марки АСМВ [3], стр.168-171. Микропорошки марки АСМВ отличаются высокоразвитой поверхностью частиц алмаза. Применение их при полировании позволяет сократить время обработки поверхности на 25-30%. Various methods are known for producing synthetic diamonds using blast energy, for example, for producing powders containing diamond particles. In this way get micropowders brand ASMV [3], p.168-171. ASMV micropowders are distinguished by a highly developed surface of diamond particles. Their use during polishing reduces the surface treatment time by 25-30%.

Однако данному способу получения алмазных частиц присущи следующие недостатки. However, this method of producing diamond particles has the following disadvantages.

1. Для снижения стоимости алмазов необходимо использовать большие заряды взрывчатого вещества массой до 5 тонн. Способ предусматривает использование металлических контейнеров (ампул). Реализация этого способа возможна только на больших полигонах или в подземных камерах. 1. To reduce the cost of diamonds, it is necessary to use large explosive charges weighing up to 5 tons. The method involves the use of metal containers (ampoules). The implementation of this method is possible only at large landfills or in underground chambers.

2. При реализации способа используются давления в несколько десятков ГПа и температуры 2000-3000oС. При этом для предотвращения обратного перехода алмаза в графит из-за (вследствие) высоких остаточных температур при взрывном методе синтеза используются различные охлаждающие среды, способные с большой скоростью отводить теплоту от синтезируемых алмазных частиц.2. When implementing the method, pressures of several tens of GPa and temperatures of 2000-3000 ° C are used. In this case, to prevent the reverse transition of diamond to graphite due to (due to) high residual temperatures during the explosive synthesis method, various cooling media capable of high speed are used remove heat from synthesized diamond particles.

3. Извлечение алмаза из продуктов синтеза требует значительного количества минеральных кислот, что связано как с невысоким выходом алмаза, так и с необходимостью последовательного удаления металла-охладителя, непрореагировавшего графита и различных примесей, а затем очистки поверхности полученных алмазных частиц. После очистки в алмазе остаются металлические примеси, ухудшающие его свойства. 3. The extraction of diamond from the synthesis products requires a significant amount of mineral acids, which is associated with both a low diamond yield and the need for sequential removal of the metal cooler, unreacted graphite and various impurities, and then cleaning the surface of the obtained diamond particles. After cleaning, metallic impurities remain in the diamond, worsening its properties.

4. Особенностью полученных таким способом алмазных порошков является высокая дефектность и развитость их поверхности. 4. A feature of diamond powders obtained in this way is the high defectiveness and development of their surface.

Такие порошки, как правило, имеют темный, почти черный, цвет. Их фазовый состав отличается наличием, кроме кубической, еще и гексагональной фазы (лонсдейлита). Высокая развитость поверхности алмазных частиц существенно затрудняет ее химическую очистку и особенно классификацию порошка. Such powders, as a rule, have a dark, almost black color. Their phase composition is distinguished by the presence, in addition to the cubic, also of the hexagonal phase (lonsdaleite). High development of the surface of diamond particles significantly complicates its chemical cleaning and especially the classification of the powder.

Известны и другие способы получения алмазных частиц за счет использования энергии взрыва, причем как за счет получения алмаза из различных марок графита, сажи, так и за счет получения алмаза из углерода продуктов детонации взрывчатых веществ [4], стр.12-18. Получаемые порошки алмаза имеют абразивную способность, заметно более высокую в сравнении с порошками статического синтеза [4], стр.14, рис.10. Other methods are known for producing diamond particles through the use of explosive energy, both due to the production of diamond from various grades of graphite, soot, and the production of diamond from carbon from detonation products of explosives [4], pp. 12-18. The resulting diamond powders have an abrasive ability that is significantly higher in comparison with static synthesis powders [4], p. 14, Fig. 10.

Однако и в этом случае при синтезе используются высокие давления (20-30 ГПа), хотя и более низкие, чем при реализации приведенного выше способа (более 60 ГПа). Также необходимо производить очистку полученного продукта от неалмазного углерода и примесей, остающихся после синтеза. However, in this case, the synthesis uses high pressures (20-30 GPa), although lower than when implementing the above method (more than 60 GPa). It is also necessary to purify the resulting product from non-diamond carbon and impurities remaining after synthesis.

Высокая энергетика поверхности таких порошков является основным препятствием при попытках получения однородных порошков. Высокая дисперсность (2-10 нм) алмазных частиц существенно ограничивает их практическое использование. Сам детонационный синтез проводится в специализированных взрывных камерах объемом не менее 20 м3, внутренняя поверхность которых должна быть покрыта коррозионно- и ударостойким сплавом.The high surface energy of such powders is the main obstacle in attempts to obtain homogeneous powders. The high dispersion (2-10 nm) of diamond particles significantly limits their practical use. The detonation synthesis itself is carried out in specialized explosive chambers with a volume of at least 20 m 3 , the inner surface of which must be coated with a corrosion-resistant and impact-resistant alloy.

Известен способ получения заготовок композиционного поликристаллического материала, содержащего частицы ультрадисперсного алмаза (УДА), приведенный в описании изобретения по [5]. При этом получают композиционный поликристаллический материал, содержащий связку на основе тугоплавких соединений переходных металлов IV-VI групп или их эвтектических составов с металлами Zn, Cr, Mo, Fe и УДА-порошок с размерами частиц

Figure 00000002
Однако технология получения и сам материал обладают рядом недостатков.A known method for producing blanks of a composite polycrystalline material containing particles of ultrafine diamond (UDD), described in the description of the invention according to [5]. In this case, a composite polycrystalline material is obtained containing a binder based on refractory compounds of transition metals of groups IV-VI or their eutectic compositions with metals Zn, Cr, Mo, Fe and UDD powder with particle sizes
Figure 00000002
However, the production technology and the material itself have several disadvantages.

Во-первых, спекание материала проводят при давлении не ниже 8,5 ГПа и температуре не ниже 1350oС в течение 5-60 с. Во-вторых, частицы связки и частицы УДА отличаются на несколько порядков, а именно в 10-100 раз, что ведет к снижению свойств спеченных заготовок. В-третьих, наличие в связке металлов катализаторов, способствующих спеканию частиц и превращению неалмазной формы углерода в алмаз, снижает физико-механические характеристики и термостойкость спеков, а также режущие свойства получаемого материала.First, the sintering of the material is carried out at a pressure of at least 8.5 GPa and a temperature of at least 1350 o C for 5-60 s. Secondly, binder particles and UDD particles differ by several orders of magnitude, namely, 10-100 times, which leads to a decrease in the properties of sintered blanks. Thirdly, the presence in the binder of metals of catalysts that contribute to the sintering of particles and the transformation of the non-diamond form of carbon into diamond reduces the physicomechanical characteristics and heat resistance of the cakes, as well as the cutting properties of the resulting material.

Известен также способ синтеза термостойких поликристаллов алмаза с использованием неметаллических активирующих добавок, который предложен в [6], стр. 184-189. В качестве добавки, активирующей превращение графит --> алмаз, выбран бор. Известно, что бор при высокой температуре легко диффундирует в графите и, взаимодействуя с углеродом, образует карбид бора, имеющий алмазоподобную структуру, присутствие которого в реакционной смеси активирует процесс алмазообразования, выполняя роль центров кристаллизации. There is also a method for the synthesis of heat-resistant polycrystals of diamond using non-metallic activating additives, which was proposed in [6], pp. 184-189. As an additive that activates the conversion of graphite -> diamond, boron is selected. It is known that at high temperature boron easily diffuses in graphite and, interacting with carbon, forms boron carbide having a diamond-like structure, the presence of which in the reaction mixture activates the process of diamond formation, acting as a crystallization center.

Однако в этом случае используются давления выше 7 ГПа и температуры выше 2300oС. При этом синтезируемые поликристаллы обладают размерами зерна 3-10 мкм и линейными размерами до 6 мм, что также ограничивает области их использования.However, in this case, pressures above 7 GPa and temperatures above 2300 ° C are used. In this case, the synthesized polycrystals have grain sizes of 3-10 μm and linear dimensions of up to 6 mm, which also limits their use.

Из известных технических решений наиболее близким объектом к заявляемому способу получения алмазных частиц преимущественно для изготовления алмазосодержащего материала и получаемому материалу на основе нанодисперсных алмазов по совокупности существенных признаков является способ получения алмазных частиц для получения материала на основе алмаза, при котором частицы нанодисперсных алмазов подвергают воздействию заданных давлений и температур в углеродсодержащей среде с графитизацией поверхностного слоя алмазами частиц [7], принятый автором в качестве прототипа. Of the known technical solutions, the closest object to the claimed method for producing diamond particles mainly for the manufacture of diamond-containing material and the material obtained on the basis of nanodispersed diamonds, according to the set of essential features, is a method for producing diamond particles to obtain a material based on diamond, in which nanodispersed diamond particles are subjected to predetermined pressures and temperatures in a carbon-containing medium with graphitization of the surface layer by particle diamonds [7], accepted The author as a prototype.

Принятый за прототип способ заключается в том, что обрабатывают частицы нанодисперсных алмазов динамического синтеза (нанодисперсные алмазы) воздействием заданных давлений и температур. При этом получают материал на основе нанодисперсных алмазов, изготовленный в виде порошка. Accepted as a prototype method is that they process particles of nanodispersed diamonds of dynamic synthesis (nanodispersed diamonds) by the action of predetermined pressures and temperatures. This gives a material based on nanodispersed diamonds, made in the form of a powder.

Получаемый порошок синтетического алмаза характеризуется повышенной (на порядок) плотностью дефектов в сравнении с порошками статического синтеза и имеет следующие характеристики:
Размер частиц, нм - 2-10
Удельная площадь поверхности Sуд, м2/г - ≈300-400
Температура начала окисления на воздухе, oС - ≈400
Температура начала графитизации в вакууме, oС - ≈900
Однако известный способ имеет существенные недостатки. Шихту, содержащую алмазные частицы, необходимо обрабатывать концентрированной азотной кислотой либо смесью сильных минеральных кислот при температуре до 250oС и давлении до 10 МПа, используя специальную аппаратуру высокого давления, выполненную из коррозионностойкого сплава. Затем алмазные частицы должны быть тщательно отмыты от кислоты и высушены при повышенной температуре.
The resulting synthetic diamond powder is characterized by an increased (by an order of magnitude) defect density in comparison with static synthesis powders and has the following characteristics:
The particle size, nm - 2-10
Specific surface area S beats , m 2 / g - ≈300-400
The temperature of the onset of oxidation in air, o С - ≈400
The temperature of the onset of graphitization in vacuum, o С - ≈900
However, the known method has significant disadvantages. The mixture containing diamond particles must be treated with concentrated nitric acid or a mixture of strong mineral acids at temperatures up to 250 o C and pressure up to 10 MPa, using special high-pressure equipment made of a corrosion-resistant alloy. Then the diamond particles must be thoroughly washed from acid and dried at elevated temperature.

Указанная обработка не приводит к улучшению структурного совершенства, не изменяет дисперсность частиц, но значительно повышает затраты на изготовление. Кроме того, способ получения самой алмазосодержащей шихты имеет следующие существенные недостатки. The specified processing does not lead to an improvement in structural perfection, does not change the dispersion of particles, but significantly increases manufacturing costs. In addition, the method for producing the diamond-containing charge itself has the following significant disadvantages.

1. Используются высокие давления (20-30 ГПа) и температуры (3000-4000oС), что выше, чем при ударно-волновом синтезе.1. High pressures (20-30 GPa) and temperatures (3000-4000 o С) are used, which is higher than during shock wave synthesis.

2. Необходимо использование специализированных камер для проведения синтеза. 2. It is necessary to use specialized cameras for synthesis.

3. Невысокий выход алмазосодержащей шихты (приблизительно 10% от массы взрывчатого вещества), при этом в шихте сам алмаз составляет 65-80 мас.%. 3. A low yield of diamond-containing charge (approximately 10% by weight of explosive), while in the charge the diamond itself is 65-80 wt.%.

4. Достаточно сложная технология очистки полученной шихты. 4. A fairly sophisticated technology for cleaning the resulting mixture.

Получаемый этим способом порошок синтетического алмаза имеет следующие недостатки. The synthetic diamond powder obtained by this method has the following disadvantages.

1. Высокая дисперсность частиц позволяет эффективно использовать их лишь в немногих областях техники, например при суперфинишной обработке материалов, в качестве модификаторов трения или в качестве адсорбентов. 1. The high dispersion of particles allows their effective use only in a few areas of technology, for example, during superfinishing of materials, as friction modifiers or as adsorbents.

2. Высокая удельная площадь поверхности не позволяет получить порошки определенного гранулометрического состава, что является причиной их низкой агрегативной и седиментационной устойчивости (в жидких средах). 2. The high specific surface area does not allow to obtain powders of a certain particle size distribution, which is the reason for their low aggregative and sedimentation stability (in liquid media).

3. Получаемые порошки УДА характеризуются повышенной (на порядок) плотностью дефектов по сравнению с порошками статического синтеза. 3. The resulting UDD powders are characterized by an increased (by an order of magnitude) defect density in comparison with static synthesis powders.

4. Вследствие значительной удельной поверхности и особенностей структуры эти порошки обладают высокой адсорбционной способностью, что
а) снижает эффективность их очистки и затрудняет ее;
б) не позволяет эффективно использовать их для получения поликристаллических сверхтвердых материалов (в отличие от порошков, полученных другими методами, в частности путем статического синтеза).
4. Due to the significant specific surface and structural features, these powders have a high adsorption capacity, which
a) reduces the efficiency of their cleaning and complicates it;
b) it is not possible to effectively use them to obtain polycrystalline superhard materials (in contrast to powders obtained by other methods, in particular by static synthesis).

В качестве прототипа способа получения алмазных частиц принят способ получения алмазных кристаллов по авторскому свидетельству СССР [8], который позволяет получать частицы алмаза с размерами более 500 мкм. As a prototype of the method for producing diamond particles, a method for producing diamond crystals according to the USSR copyright certificate [8], which allows to obtain diamond particles with sizes greater than 500 microns, is adopted.

При осуществлении принятого за прототип способа обрабатывают частицы алмаза воздействием заданных давлений и температур в среде, содержащей углерод. При этом первоначальный кристалл алмаза наращивают, осаждая на его нагретой поверхности углерод, получаемый при диссоциации углеродсодержащего газа. When implementing the prototype method, diamond particles are treated by the action of predetermined pressures and temperatures in a carbon-containing medium. In this case, the initial diamond crystal is grown, precipitating on its heated surface the carbon obtained by dissociation of a carbon-containing gas.

Однако этот способ, относящийся к эпитаксиальному выращиванию алмаза (получение синтетических алмазов из газовой фазы), имеет ряд существенных недостатков. However, this method related to the epitaxial growth of diamond (obtaining synthetic diamonds from the gas phase) has a number of significant drawbacks.

Для осуществления этого способа необходимо сложное оборудование и оснастка, затрачивается значительное количество энергии на поддержание температуры поверхности обрабатываемой алмазной частицы (1800-2500oС) и для обеспечения диссоциации углеродсодержащего газа (2300oС). Производительность этого способа очень низкая, что приводит в итоге к повышенной стоимости получаемой продукции.To implement this method, complex equipment and equipment are needed, a significant amount of energy is spent on maintaining the surface temperature of the processed diamond particles (1800-2500 o C) and to ensure the dissociation of carbon-containing gas (2300 o C). The productivity of this method is very low, which ultimately leads to an increased cost of the resulting product.

В качестве прототипа способа получения содержащих алмазные частицы заготовок выбран способ, описанный в патенте [10]. Известный способ получения содержащих алмазные частицы заготовок заключается в том, что смешивают алмазный порошок и связующий материал, формируют из полученной шихты заготовки, размещают над заготовкой дополнительный слой кремния, размещают заготовки в контейнере и спекают их при заданном давлении. As a prototype of the method for producing diamond-containing preforms, the method described in the patent [10] is selected. A known method for producing preforms containing diamond particles is that they mix diamond powder and a binder material, form preforms from the obtained charge, place an additional layer of silicon over the preform, place the preforms in a container and sinter them at a given pressure.

При этом получают алмазосодержащий спек (заготовку), у которой зерна алмаза связаны карбидом кремния. In this case, a diamond-containing cake (billet) is obtained in which diamond grains are bonded with silicon carbide.

Однако этот известный способ имеет следующие недостатки. However, this known method has the following disadvantages.

1. Алмазные частицы спекаются при низком давлении и достаточно длительный промежуток времени находятся при воздействии высоких температур, что ведет к разупрочнению алмаза, его окислению и графитизации. 1. Diamond particles sinter at low pressure and for a sufficiently long period of time are exposed to high temperatures, which leads to softening of the diamond, its oxidation and graphitization.

2. Сверхтвердые композиционые материалы на основе алмаза и кубического нитрида бора (КНБ), спеченные со связкой при нормальном (пониженном) давлении уступают по своим физико-механическим и другим характеристикам аналогичным материалам, полученным спеканием при повышенном давлении, из-за невысокой прочности связи между кристаллами алмаза или КНБ. 2. Superhard composite materials based on diamond and cubic boron nitride (CBN), sintered with a binder at normal (reduced) pressure, are inferior in physical and mechanical and other characteristics to similar materials obtained by sintering at elevated pressure, due to the low bond strength between crystals of diamond or CBN.

3. Достаточно сложная температурная обработка алмаза, включающая две стадии: 1-ая для графитизации алмаза и 2-ая - непосредственно пропитка. 3. A rather complicated temperature treatment of diamond, which includes two stages: the first for graphitization of diamond and the second - directly impregnation.

4. Длительная температурная обработка (по сравнению с обработкой под давлением). 4. Long-term heat treatment (compared to pressure treatment).

5. Обрабатываются достаточно крупные частицы алмаза, что снижает характеристики композита и ограничивает область его применения. 5. Enough large particles of diamond are processed, which reduces the characteristics of the composite and limits its scope.

Задачей предлагаемого изобретения является получение материалов на основе алмаза с размером частиц в диапазоне от 1 до 500 мкм и содержанием несгораемых примесей не более 2 мас.% (что является оптимальным для большинства областей использования алмазосодержащих порошков), а также получение частиц алмаза с размерами более 500 мкм. При этом параметры процесса обработки исходных частиц нанодисперсных алмазов снижены в сравнении с известными (давление от 0,133•10-10 до 2 ГПа, температура 20-1200oС).The task of the invention is to obtain materials based on diamond with a particle size in the range from 1 to 500 microns and a content of non-combustible impurities of not more than 2 wt.% (Which is optimal for most areas of use of diamond-containing powders), as well as obtaining diamond particles with sizes greater than 500 microns. Moreover, the parameters of the processing process of the initial particles of nanodispersed diamonds are reduced in comparison with the known ones (pressure from 0.133 • 10 -10 to 2 GPa, temperature 20-1200 o C).

Задачей предлагаемого изобретения является также получение заготовок алмазосодержащих материалов с высокодисперсной (10-1000 нм) структурой, не содержащих инородных (металлических и неметаллических) включений и получаемых при сравнительно невысоких для этого класса материалов давлениях и температурах. The objective of the invention is to obtain blanks of diamond-containing materials with a finely dispersed (10-1000 nm) structure, not containing foreign (metallic and non-metallic) inclusions and obtained at relatively low pressures and temperatures for this class of materials.

В результате решения этой задачи достигнут новый технический результат, заключающийся в повышении физико-механических и эксплуатационных характеристик материалов на основе алмаза, в снижении их себестоимости. As a result of solving this problem, a new technical result was achieved, consisting in increasing the physicomechanical and operational characteristics of diamond-based materials, and in reducing their cost.

Указанный технический результат достигается тем, что при осуществлении способа получения алмазных частиц преимущественно для изготовления алмазосодержащего материала, при котором обрабатывают частицы нанодисперсных алмазов воздействием заданных давлений и температур, согласно изобретению на поверхность частиц алмаза наносят графит или углерод, размеры частиц которых выполнены нанометричными. The specified technical result is achieved by the fact that when implementing the method of producing diamond particles mainly for the manufacture of diamond-containing material, in which particles of nanodispersed diamonds are treated by the action of predetermined pressures and temperatures, according to the invention, graphite or carbon, the particle sizes of which are nanometric, are applied to the surface of the diamond particles.

При этом частицы графита наносят на поверхность частиц алмаза путем термической обработки очищенного порошка нанодисперсных алмазов с графитизацией их поверхностного слоя, нагревая их в вакууме при температуре от 1000 до 1500oС.In this case, particles of graphite are applied to the surface of diamond particles by heat treatment of a purified powder of nanodispersed diamonds with graphitization of their surface layer, heating them in vacuum at a temperature of from 1000 to 1500 o C.

Слой графита увеличивают, осаждая дополнительно углерод на поверхность полученных частиц из углеродсодержащего газа путем охлаждения этих частиц до температуры ниже 300oС и подачи в реакционный объем углеродсодержащего газа, нагреваемого до температуры от 300 до 1000oС.The graphite layer is increased by additionally precipitating carbon onto the surface of the obtained particles from carbon-containing gas by cooling these particles to a temperature below 300 ° C. and supplying carbon-containing gas to the reaction volume heated to a temperature of from 300 to 1000 ° C.

При этом возможен вариант, когда поверхность исходных частиц алмаза смачивают углеродсодержащей жидкостью или осаждают на поверхность этих частиц углеродсодержащие группы из углеродсодержащего газа, нагревая газ до температуры от 300oС и поддерживая температуру частиц алмаза не более 300oС.In this case, a variant is possible when the surface of the initial diamond particles is moistened with a carbon-containing liquid or carbon-containing groups of carbon-containing gas are deposited on the surface of these particles, heating the gas to a temperature of 300 o C and maintaining the temperature of the diamond particles not more than 300 o C.

Кроме того, возможно нанесение графита на поверхность частиц алмаза путем термической обработки неочищенного порошка нанодисперсных алмазов с графитизацией углерода, находящегося на поверхности частиц алмаза, путем нагревания в среде инертного газа или в вакууме при температуре от 1200 до 1500oС, причем слой углерода может быть увеличен путем осаждения на его поверхность углерода из углеродсодержащего газа приведенным выше технологическим приемом.In addition, it is possible to apply graphite to the surface of diamond particles by heat treatment of a crude powder of nanodispersed diamonds with carbon graphitization located on the surface of diamond particles by heating in an inert gas or in vacuum at a temperature of from 1200 to 1500 o C, and the carbon layer can be increased by deposition on its surface of carbon from a carbon-containing gas by the above technological method.

При любом варианте осуществления способа получения алмазных частиц возможна технология, когда смешивают частицы очищенных нанодисперсных алмазов с частицами графита нанометричных размеров, перемешивают в течение 2-3 часов, а обработку полученной шихты осуществляют при давлении от 0,133•10-10 до 2,0 ГПа и температуре от 20 до 1200oС с выдержкой от 10 с до 6 ч при следующем соотношении составных частей, мас.%:
Порошок нанодисперсных алмазов с размерами кристаллитов 2 - 10 нм - 10 - 50
Порошок нанодисперсных алмазов, на поверхность которых нанесен графит или углерод - Остальное
При этом в шихту могут быть добавлены частицы графита или графитоподобного нитрида бора с размерами не более 1 мкм в количестве от 10 до 50 мас. %, а также углеродсодержая жидкость в количестве от 10 до 100 об.% от объема полученной шихты.
In any embodiment of the method for producing diamond particles, a technology is possible when particles of refined nanodispersed diamonds are mixed with nanometer-sized graphite particles, mixed for 2-3 hours, and the resulting mixture is treated at a pressure of 0.133 • 10 -10 to 2.0 GPa and temperature from 20 to 1200 o With a shutter speed of 10 s to 6 hours in the following ratio of components, wt.%:
Nanodispersed diamond powder with crystallite sizes of 2 - 10 nm - 10 - 50
Nanodispersed diamond powder coated with graphite or carbon - Rest
In this case, particles of graphite or graphite-like boron nitride with sizes not exceeding 1 μm in an amount of from 10 to 50 wt. %, as well as carbon-containing liquid in an amount of from 10 to 100 vol.% of the volume of the obtained mixture.

Возможен также вариант, когда в шихту добавляют до 10 мас.% аморфного бора с размерами частиц не более 1 мкм. It is also possible that up to 10 wt.% Amorphous boron with particle sizes of not more than 1 μm is added to the charge.

Отличительной особенностью заявляемого способа получения алмазных частиц для изготовления алмазосодержащего материала является то, что на поверхность частиц алмаза наносят графит или углерод, размеры частиц которых выполнены нанометричными. A distinctive feature of the proposed method for producing diamond particles for the manufacture of diamond-containing material is that graphite or carbon, the particle sizes of which are nanometric, are applied to the surface of the diamond particles.

Это позволяет, во-первых, производить перекристаллизацию нанесенного графита или углерода в плотные углеродные модификации в области давлений и температур, которая традиционно считается областью термодинамической стабильности "рыхлых" углеродных модификаций (графит, сажа). Во-вторых, способствует росту размеров частиц нанодисперсного алмаза. В-третьих, приводит к появлению достаточно крупных частиц алмаза, образующихся из нанодисперсных частиц алмаза. This allows, firstly, to recrystallize the deposited graphite or carbon into dense carbon modifications in the pressure and temperature range, which is traditionally considered to be the area of thermodynamic stability of "loose" carbon modifications (graphite, soot). Secondly, it contributes to the growth of particle sizes of nanodispersed diamond. Thirdly, it leads to the appearance of sufficiently large diamond particles formed from nanodispersed diamond particles.

В зависимости от структуры наносимого углерода, способа его нанесения и условий обработки возможна его перекристаллизация в алмаз, промежуточные гексагональные модификации углерода или алмазоподобный углерод. Depending on the structure of the applied carbon, the method of its application and processing conditions, it may be recrystallized into diamond, intermediate hexagonal modifications of carbon, or diamond-like carbon.

При этом порошок нанодисперсных алмазов может либо инициировать превращение вводимого графита (углерода) в плотные модификации, либо укрупняться за счет наносимого на их поверхность углерода с последующим слиянием алмазных частиц внутри агрегатов, а также за счет коагуляции и коалесценции самих агрегатов. Возможен также механизм, когда отдельные частицы или агрегаты частиц нанодисперсных алмазов присоединяются к более крупной растущей алмазной частице. In this case, the powder of nanodispersed diamonds can either initiate the conversion of the introduced graphite (carbon) into dense modifications, or coarsen due to the carbon deposited on their surface with the subsequent fusion of diamond particles inside the aggregates, as well as due to coagulation and coalescence of the aggregates themselves. A mechanism is also possible when individual particles or particle aggregates of nanodispersed diamonds are attached to a larger growing diamond particle.

Используемые нанодисперсные алмазы, с одной стороны, выступают в качестве активатора и своеобразного катализатора процесса превращения исходных частиц неалмазного углерода, а, с другой стороны, служат зародышами новой алмазной фазы и ее структурными элементами. Used nanodispersed diamonds, on the one hand, act as an activator and a kind of catalyst for the process of transformation of the initial particles of non-diamond carbon, and, on the other hand, serve as the nuclei of a new diamond phase and its structural elements.

Способность нанодисперсных алмазов активировать процесс алмазообразования связана с их структурными и поверхностными свойствами, а именно:
- большой площадью поверхности и высокой поверхностной энергией;
- наличием на поверхности частиц функционального покрова, состоящего из химических соединений различной природы;
- высокой дефектностью и дисперсностью частиц;
- наличием в агрегатах на основе нанодисперсных алмазов пор малого (нанометричного) размера.
The ability of nanodispersed diamonds to activate the process of diamond formation is related to their structural and surface properties, namely:
- large surface area and high surface energy;
- the presence on the surface of the particles of the functional cover, consisting of chemical compounds of various nature;
- high defectiveness and dispersion of particles;
- the presence of pores of small (nanometric) size in aggregates based on nanodispersed diamonds.

С другой стороны, показана возможность самопроизвольной трансформации структуры графита (неалмазного углерода) в нормальных условиях, которая усиливается с увеличением его дисперсности и структурной упорядоченности. On the other hand, the possibility of spontaneous transformation of the structure of graphite (non-diamond carbon) under normal conditions is shown, which increases with an increase in its dispersion and structural ordering.

Эксперименты, выполненные автором, показали, что структура высококристаллического графита после его механического измельчения (размер частиц графита составлял от единиц до нескольких десятых микрона) самопроизвольно изменяется с течением времени при атмосферном давлении и комнатной температуре без каких-либо дополнительных внешних воздействий. The experiments performed by the author showed that the structure of highly crystalline graphite after its mechanical grinding (particle size of graphite ranged from units to several tenths of a micron) spontaneously changes over time at atmospheric pressure and room temperature without any additional external influences.

Превращение осуществляется последовательно по схеме графит --> алмазоподобный углерод. The transformation is carried out sequentially according to the scheme graphite -> diamond-like carbon.

Процесс начинается в наиболее дисперсных поверхностных фрагментах графитовых частиц. Исследования полученного порошка установили, что наряду с графитом в шихте имеются частицы с алмазоподобной структурой, причем с увеличением времени выдержки происходит увеличение размеров таких частиц. The process begins in the most dispersed surface fragments of graphite particles. Studies of the obtained powder have established that, along with graphite, there are particles with a diamond-like structure in the charge, and with increasing exposure time, an increase in the size of such particles occurs.

Необходимо отметить, что на снижение энергетического барьера перехода графит --> алмазоподобный углерод в указанных выше условиях оказывает влияние структура графита, его дисперсность, а также примеси (например, железо), которые могли попасть в шихту при ее механическом диспергировании. It should be noted that the decrease in the energy barrier of the graphite -> diamond-like carbon transition under the above conditions is influenced by the structure of graphite, its dispersion, as well as impurities (for example, iron) that could get into the charge during its mechanical dispersion.

В результате описанных экспериментов были получены бесцветные (либо прозрачные, либо мутноватые) частицы на основе алмазоподобного углерода с размерами от единиц до нескольких сотен микрон (см. фиг.1 и 2). Однако у описанного метода получения частиц алмазоподобного углерода существенным недостатком является длительность процесса и сравнительно небольшой выход крупных частиц. As a result of the described experiments, colorless (either transparent or turbid) particles based on diamond-like carbon were obtained with sizes from units to several hundred microns (see Figs. 1 and 2). However, the described method for producing diamond-like carbon particles has a significant disadvantage in the duration of the process and the relatively small yield of large particles.

Таким образом, графит (неалмазный углерод) в массивном состоянии является стабильной модификацией углерода, а в дисперсном состоянии, после механического диспергирования, может быть нестабильным. При этом нанесение графита (неалмазного углерода), особенно высокодисперсного, на поверхность нанодисперсных алмазов дополнительно термодинамически и кинетически стимулирует процесс алмазообразования. Thus, graphite (non-diamond carbon) in the bulk state is a stable modification of carbon, and in the dispersed state, after mechanical dispersion, it can be unstable. In this case, the deposition of graphite (non-diamond carbon), especially finely dispersed, on the surface of nanodispersed diamonds additionally thermodynamically and kinetically stimulates the process of diamond formation.

Движущей силой, вызывающей фазовые и структурные изменения в неравновесной системе (нанодисперсный алмаз - графит), является ее стремление к минимизации свободной энергии, что вызывает переход "рыхлых" углеродных модификаций в плотные, а также вызывает рост алмазных частиц при нормальном и при пониженном внешнем давлении. Было также установлено, неалмазный углерод легче (с термодинамической точки зрения) переходит в алмаз, если он находится в виде графита. The driving force that causes phase and structural changes in the nonequilibrium system (nanodispersed diamond - graphite) is its desire to minimize free energy, which causes the transition of "loose" carbon modifications to dense, and also causes the growth of diamond particles at normal and low external pressure . It was also found that non-diamond carbon more easily (from a thermodynamic point of view) passes into diamond if it is in the form of graphite.

При этом графитизацию поверхностного слоя частиц алмаза осуществляют путем нагревания в вакууме при температуре от 1000 до 1500oС. Эксперименты, выполненные автором, показали, что температуры менее 1000oС недостаточны для графитизации поверхностного слоя нанодисперсных алмазов, а нагрев до температуры более 1500oС нецелесообразен из экономических соображений, так как не приводит к ускорению процесса графитизации поверхностного слоя алмазных частиц и может привести к полной графитизации алмаза.Moreover, the graphitization of the surface layer of diamond particles is carried out by heating in vacuum at a temperature of from 1000 to 1500 o C. The experiments performed by the author showed that temperatures less than 1000 o C are insufficient for graphitization of the surface layer of nanodispersed diamonds, and heating to a temperature of more than 1500 o C impractical for economic reasons, since it does not accelerate the process of graphitization of the surface layer of diamond particles and can lead to complete graphitization of diamond.

Необходимость нагревания шихты в вакууме связана с тем, что при наличии в среде окислителей в указанном интервале температур происходит сгорание (окисление) алмаза с образованием СO2.The need to heat the mixture in vacuum is due to the fact that in the presence of oxidizing agents in the specified temperature range, diamond combustion (oxidation) occurs with the formation of CO 2 .

Кроме того, отличительной особенностью является также то, что слой графита можно увеличить, осаждая дополнительно углерод на поверхность полученных частиц из углеродсодержащего газа путем охлаждения этих частиц до температуры ниже 300oС и подачи в реакционный объем углеродсодержащего газа, нагреваемого до температуры от 300 до 1000oС. Для этого реакционный объем охлаждают после первого этапа графитизации, а углеродсодержащий газ перед подачей в реакционный объем подогревают до указанной температуры. При этом углеродсодержащий газ разлагается, выделяя свободный углерод, и последний сорбируется на слой графита, образованного на алмазных частицах при первом этапе графитизации.In addition, a distinctive feature is that the graphite layer can be increased by additionally depositing carbon on the surface of the obtained particles from a carbon-containing gas by cooling these particles to a temperature below 300 o C and supplying carbon-containing gas heated to a temperature from 300 to 1000 to the reaction volume o C. For this, the reaction volume is cooled after the first stage of graphitization, and the carbon-containing gas is heated to the indicated temperature before being fed into the reaction volume. In this case, the carbon-containing gas decomposes, releasing free carbon, and the latter is sorbed onto a graphite layer formed on diamond particles during the first stage of graphitization.

Эти особенности позволяют
- минимизировать количество примесей в получаемых алмазных частицах;
- увеличить площадь контакта нанодисперсных частиц алмазов и графита, а также создать условия для когерентного срастания на границе алмазная частица - графитовая частица;
- обеспечить непосредственный контакт алмазной поверхности и графита, что увеличивает вероятность нуклеации алмаза вследствие значительного влияния поверхностных сил затравочных кристаллов нанодисперсных алмазов на образование новой фазы (автоэпитаксия);
- обеспечить равномерное распределение графита в шихте;
- обеспечить согласованную ориентацию графита в пределах нанесенного слоя;
- сохранить остаточную внутри плоскостную деформацию графита (способствует гофрировке графита);
- получить мелкодисперсный (ультрадисперсный) графит, неустойчивый термодинамически и обладающий большой площадью поверхности, высокой поверхностной энергией, искаженной кристаллической решеткой;
- усиливать диффузионные процессы вследствие наличия напряжений на границе алмаз - графит;
- исключить образование устойчивых промежуточных алмазоподобных модификаций углерода после окончания обработки материала;
- дополнительно воздействовать на графит силами, возникающими из-за малых размеров используемых частиц и наличия в агрегатах пор малого радиуса (нанопористости);
- получать более крупные алмазные частицы за счет коагуляции и коалесценции исходных графитизированных агрегатов из нанодисперсных алмазов (кристаллизация из коллоидного состояния);
- регулировать слой графита (неалмазного углерода) на поверхности частиц алмаза при дополнительном осаждении углерода из углеродсодержащего газа.
These features allow
- minimize the amount of impurities in the resulting diamond particles;
- increase the contact area of nanodispersed particles of diamonds and graphite, as well as create conditions for coherent intergrowth at the boundary of the diamond particle - graphite particle;
- to provide direct contact between the diamond surface and graphite, which increases the likelihood of diamond nucleation due to the significant influence of the surface forces of the seed crystals of nanodispersed diamonds on the formation of a new phase (auto-epitaxy);
- to ensure uniform distribution of graphite in the mixture;
- to ensure a consistent orientation of graphite within the applied layer;
- to save residual internal planar deformation of graphite (contributes to the corrugation of graphite);
- to obtain fine (ultrafine) graphite, unstable thermodynamically and having a large surface area, high surface energy, distorted crystal lattice;
- intensify diffusion processes due to the presence of stresses at the diamond - graphite interface;
- eliminate the formation of stable intermediate diamond-like carbon modifications after the end of the processing of the material;
- additionally affect graphite by forces arising from the small size of the particles used and the presence in the aggregates of pores of small radius (nanoporosity);
- to obtain larger diamond particles due to coagulation and coalescence of the initial graphitized aggregates from nanodispersed diamonds (crystallization from a colloidal state);
- to regulate a layer of graphite (non-diamond carbon) on the surface of diamond particles with additional deposition of carbon from a carbon-containing gas.

Еще одной отличительной особенностью заявляемого способа получения алмазных частиц является то, что поверхность исходных частиц алмаза смачивают углеродсодержащей жидкостью или осаждают на поверхность этих частиц углеродсодержащие группы из углеродсодержащего газа, нагревая газ до температуры от 300 до 1000oС и поддерживая температуру частиц алмаза не более 300oС.Another distinctive feature of the proposed method for producing diamond particles is that the surface of the initial diamond particles is moistened with a carbon-containing liquid or carbon-containing groups of carbon-containing gas are deposited on the surface of these particles, heating the gas to a temperature of 300 to 1000 o C and maintaining the temperature of the diamond particles not more than 300 o C.

Это позволяет дополнительно получать свободный углерод в результате разложения нанесенных поверхностных углеродсодержащих соединений при последующей термообработке. This allows additional free carbon to be obtained as a result of decomposition of the deposited surface carbon-containing compounds during subsequent heat treatment.

Указанные температуры алмазных частиц и углеродсодержащего газа определены процессами, описанными выше. The indicated temperatures of the diamond particles and the carbon-containing gas are determined by the processes described above.

Отличительной особенностью заявляемого способа получения алмазных частиц является также то, что возможен вариант, при котором графит наносят на поверхность частиц алмаза путем термической обработки неочищенного порошка нанодисперсных алмазов с графитизацией углерода, находящегося на поверхности частиц алмаза, путем нагревания в вакууме при температуре от 1200 до 1500oС, при этом слой углерода может быть увеличен путем осаждения на его поверхность углерода из углеродсодержащего газа описанным выше технологическим приемом.A distinctive feature of the proposed method for producing diamond particles is that a variant is possible in which graphite is applied to the surface of diamond particles by heat treatment of a crude powder of nanodispersed diamonds with graphitization of carbon located on the surface of diamond particles by heating in vacuum at a temperature of from 1200 to 1500 o C, while the carbon layer can be increased by deposition on its surface of carbon from a carbon-containing gas as described above.

При нагреве до температуры менее 1200o С не происходит образования достаточного количества графита на поверхности алмазных частиц. При повышении температуры нагрева до более 1500oС увеличиваются энергозатраты без ускорения графитизации поверхностного слоя алмазных частиц, что приводит к увеличению стоимости конечного продукта, может произойти и полная графитизация алмаза.When heated to a temperature of less than 1200 ° C. , a sufficient amount of graphite does not form on the surface of diamond particles. When the heating temperature rises to more than 1500 o C, energy consumption increases without accelerating the graphitization of the surface layer of diamond particles, which leads to an increase in the cost of the final product, and complete graphitization of diamond can occur.

Необходимость проведения указанного процесса графитизации в вакууме обоснована выше. The need for the indicated process of graphitization in vacuum is justified above.

Рассмотренная отличительная особенность позволяет
- не очищать предварительно используемые нанометричные алмазы от неалмазного углерода, что снижает стоимость исходной шихты;
- получать заданный слой графита на поверхности алмаза.
The considered distinctive feature allows
- not to clean pre-used nanometric diamonds from non-diamond carbon, which reduces the cost of the initial charge;
- get a given layer of graphite on the surface of the diamond.

Еще одной отличительной особенностью заявляемого способа получения алмазных частиц является также то, что смешивают частицы очищенных нанодисперсных алмазов с частицами графита нанометричных размеров, перемешивают в течение 2-3 часов, а обработку полученной шихты осуществляют при давлении от 0,133•10-10 до 2,0 ГПа и температуре от 800 до 1200oС с выдержкой от 10 до 60 с при следующем соотношении компонентов шихты, мас.%:
Порошок нанодисперсных алмазов с размерами кристаллитов 2 - 10 нм - 10 - 50
Нанодисперсные алмазы, на поверхность которых нанесен графит или углерод - Остальное
Причем в шихту могут быть добавлены частицы графита или графитоподобного нитрида бора с размерами не более 1 мкм в количестве от 10 до 50 мас.%, а также углеродсодержащая жидкость в количестве от 10 до 100 об.% от объема полученной шихты.
Another distinctive feature of the proposed method for producing diamond particles is that they mix particles of refined nanodispersed diamonds with graphite particles of nanometric size, mix for 2-3 hours, and the processing of the resulting mixture is carried out at a pressure of from 0.133 • 10 -10 to 2.0 GPa and a temperature of from 800 to 1200 o With a shutter speed of 10 to 60 s in the following ratio of the components of the mixture, wt.%:
Nanodispersed diamond powder with crystallite sizes of 2 - 10 nm - 10 - 50
Nanodispersed diamonds coated with graphite or carbon - Rest
Moreover, particles of graphite or graphite-like boron nitride with sizes of not more than 1 μm in an amount of from 10 to 50 wt.%, As well as a carbon-containing liquid in an amount of from 10 to 100 vol.% Of the volume of the obtained mixture, can be added to the charge.

Кроме того, при любом варианте в шихту может быть добавлено до 10 мас.% аморфного бора с размерами частиц не более 1 мкм. In addition, in any case, up to 10 wt.% Of amorphous boron with a particle size of not more than 1 μm can be added to the mixture.

Эти отличительные особенности вызывают следующие характерные положительные свойства процесса. These distinctive features cause the following characteristic positive properties of the process.

Добавки очищенных нанодисперсных алмазов в шихту ускоряют процесс алмазообразования. Причем добавка этих алмазов в количестве менее 10 мас.%, как показали эксперименты, не приводит к существенному увеличению выхода алмазов, а добавка в количестве более 50 мас.% приводит к неоправданному увеличению стоимости шихты. Additives of refined nanodispersed diamonds in the charge accelerate the process of diamond formation. Moreover, the addition of these diamonds in an amount of less than 10 wt.%, As shown by experiments, does not lead to a significant increase in the yield of diamonds, and the addition of more than 50 wt.% Leads to an unjustified increase in the cost of the charge.

Перемешивание шихты способствует равномерному распределению ее компонентов. Причем экспериментально установлено, что при перемешивании менее чем в течение 2 часов снижается эффект от добавки очищенных нанодисперсных алмазов в результате неравномерности их распределения в шихте, а перемешивание в течение более 3 часов становится невыгодным, так как не приводит к увеличению количества синтезируемых алмазов и синтезу более крупных частиц, а лишь удорожает технологический процесс. Mixing the mixture contributes to the uniform distribution of its components. Moreover, it was experimentally established that when mixing for less than 2 hours, the effect of the addition of refined nanodispersed diamonds decreases as a result of uneven distribution in the charge, and mixing for more than 3 hours becomes unprofitable, since it does not lead to an increase in the number of synthesized diamonds and the synthesis of more large particles, but only increases the cost of the process.

Пределы технологических параметров обработки полученной шихты также установлены экспериментально. The limits of the technological parameters of processing the resulting mixture are also established experimentally.

Обработка шихты при низких (атмосферном и пониженном) давлениях и низких температурах существенно упрощает технологию получения алмазных частиц, исключает необходимость использования сложной оснастки. The processing of the mixture at low (atmospheric and low) pressures and low temperatures significantly simplifies the technology for producing diamond particles, eliminates the need for complex equipment.

При давлении меньше чем 0,133•10-10 ГПа не наблюдается увеличения выхода годного продукта, а затраты на создание разрежения резко увеличиваются.At a pressure of less than 0.133 • 10 -10 GPa, an increase in the yield of the product is not observed, and the costs of creating a vacuum increase sharply.

Повышение давления снижает температуру и время обработки шихты, повышает выход годного продукта. Однако увеличение давления до свыше 2,0 ГПа нецелесообразно из-за усложнения и повышения стоимости используемой оснастки. The increase in pressure reduces the temperature and processing time of the mixture, increases the yield of the product. However, an increase in pressure to above 2.0 GPa is impractical due to the complexity and increase in the cost of the equipment used.

При температуре обработки менее 800oС не наблюдается увеличения выхода синтезируемых частиц, эта температура является нормальной для рабочих помещений и ее искусственное понижение нецелесообразно.When the processing temperature is less than 800 o With there is no increase in the yield of synthesized particles, this temperature is normal for workrooms and its artificial reduction is impractical.

Нагрев шихты ускоряет процесс алмазообразования, однако при температуре свыше 1200oС увеличиваются затраты на поддержание температуры, а существенного увеличения выхода конечного продукта не наблюдается, что приводит к росту стоимости получаемых синтетических алмазов.Heating the charge accelerates the process of diamond formation, however, at temperatures above 1200 o C, the cost of maintaining the temperature increases, and a significant increase in the yield of the final product is not observed, which leads to an increase in the cost of the resulting synthetic diamonds.

Выдержка менее 30 с после перемешивания технически трудно реализуется и нецелесообразна, а выдержка более 60 с не приводит к каким либо изменениям в полученном продукте и только удлиняет технологический цикл обработки. Exposure of less than 30 s after mixing is technically difficult and impractical, and exposure of more than 60 s does not lead to any changes in the resulting product and only lengthens the processing cycle.

Добавка частиц графита с размерами не более 1 мкм в количестве от 10 до 50 мас. % позволяет заменить часть нанодисперсных алмазов, что ведет к уменьшению стоимости исходной шихты. В результате перемешивания происходит нанесение графита (как менее твердого компонента смеси) на поверхность нанодисперсных алмазов и образование однородной (по объему) шихты (гомогенизация). При использовании графитовых частиц с размерами более 1 мкм процесс синтеза протекает с меньшей интенсивностью из-за более высокой устойчивости графита в частицах такого объема и из-за меньшей площади контакта частиц графита и нанодисперсных алмазов. При размерах частиц графита свыше 1 мкм необходимо увеличивать давление и температуру процесса и использовать металлы-катализаторы, растворяющие графит. The addition of graphite particles with sizes not exceeding 1 μm in an amount of from 10 to 50 wt. % allows you to replace part of the nanodispersed diamonds, which leads to a decrease in the cost of the initial charge. As a result of mixing, graphite (as a less solid component of the mixture) is deposited on the surface of nanodispersed diamonds and the formation of a uniform (in volume) charge (homogenization). When using graphite particles with sizes larger than 1 μm, the synthesis process proceeds with lower intensity due to the higher stability of graphite in particles of this volume and because of the smaller contact area of graphite particles and nanodispersed diamonds. With graphite particle sizes above 1 μm, it is necessary to increase the pressure and temperature of the process and use metal catalysts that dissolve graphite.

Кроме того, при использовании крупных частиц графита образование кубического алмаза затруднено. После синтеза фиксируется преимущественно образование алмазоподобных гексагональных модификаций. В этом случае возможно также образование кубического алмаза, который формируется при трансформации промежуточных фаз в процессе роста частиц. Однако для этого необходима длительная выдержка, что экономически нецелесообразно. In addition, when using large particles of graphite, the formation of cubic diamond is difficult. After synthesis, the formation of diamond-like hexagonal modifications is predominantly fixed. In this case, the formation of cubic diamond is also possible, which is formed during the transformation of intermediate phases in the process of particle growth. However, this requires a long exposure, which is not economically feasible.

При внесении небольшого количества графита (менее 10 мас.%) эффект от замены части нанодисперсных алмазов пренебрежимо мал, а при внесении более 50 мас.% графита после синтеза остается непрореагировавший графит. When a small amount of graphite is added (less than 10 wt.%), The effect of replacing part of the nanodispersed diamonds is negligible, and when more than 50 wt.% Of graphite is added after synthesis, unreacted graphite remains.

Графит и графитоподобный нитрид бора (BNГ) обладают изоэлектронным строением, имеют близкую структуру и близкие термодинамические характеристики. Исследования показали, что в системе нанодисперсный алмаз - BNГ происходит синтез плотных модификаций нитрида бора при тех же условиях, что и образование плотных модификаций на основе углерода в системе нанодисперсный алмаз - графит (углерод). При этом в продуктах синтеза фиксируется кубический нитрид бора (BNK), вюрцитный нитрид бора (BNB) и графитоподобный нитрид бора (BNГ). Последовательность перехода BNГ в плотные модификации представляется следующим образом: исходный графитоподобный нитрид бора (BNГ) аморфизируется, затем частично переходит в вюрцитную модификацию, далее осуществляется переход в кубическую модификацию.Graphite and graphite-like boron nitride (BN G ) have an isoelectronic structure, have a similar structure and close thermodynamic characteristics. Studies have shown that in the nanodispersed diamond - BN G system , dense modifications of boron nitride are synthesized under the same conditions as the formation of dense carbon-based modifications in the nanodispersed diamond - graphite (carbon) system. Moreover, cubic boron nitride (BN K ), wurtzite boron nitride (BN B ) and graphite-like boron nitride (BN G ) are fixed in the synthesis products. The sequence of transition of BN Г into dense modifications is as follows: the initial graphite-like boron nitride (BN Г ) is amorphized, then partially goes into a wurtzite modification, then a transition to a cubic modification occurs.

В результате контактирования поверхности нанодисперсных алмазов с частицами нитрида бора в указанных выше условиях наблюдается разупорядочение исходного BNГ, далее происходит образование кубического нитрида бора BNК, при этом в шихте наблюдается небольшое количество вюрцитного нитрида бора. Как и в случае с графитом, применение исходных частиц нитрида бора размером менее 1 мкм позволяет интенсифицировать процесс превращения BNГ в плотные модификации, что по аналогии с графитом свидетельствует о снижении устойчивости BNГ с увеличением его дисперсности.As a result of contacting the surface of nanodispersed diamonds with boron nitride particles under the above conditions, disordering of the initial BN G is observed, then cubic boron nitride BN K is formed , and a small amount of wurtzite boron nitride is observed in the charge. As in the case with graphite, the use of initial boron nitride particles smaller than 1 μm in size makes it possible to intensify the process of converting BN G into dense modifications, which, by analogy with graphite, indicates a decrease in the stability of BN G with an increase in its dispersion.

При использовании в шихте менее 10 мас.% BNГ получают очень малый выход плотных фаз, что снижает эффективность процесса, а при добавках BNГ, превышающих 50 мас.%, в получаемом продукте остается непрореагировавший BNГ.When using less than 10 wt.% BN G in the charge, a very small yield of dense phases is obtained, which reduces the efficiency of the process, and when BN G additives exceed 50 wt.%, Unreacted BN G remains in the resulting product.

Добавки бора с размерами частиц менее 1 мкм в шихту с графитом (углеродом) с нанометричными размерами частиц вызывают образование карбида бора В4С, процесс образования которого усиливается при росте температуры обработки шихты. Присутствие В4С стимулирует процесс алмазообразования. Однако в случае, когда добавки аморфного бора превышают 10 мас.%, эффективность процесса снижается. Во-первых, уменьшается (относительно) количество бора, вступающего в реакцию с углеродом, во-вторых, увеличение в шихте доли карбида бора, который служит в качестве центров кристаллизации, увеличивает количество таких центров, что приводит к уменьшению от оптимальных размеров образующихся алмазных частиц.Additives of boron with particle sizes less than 1 μm into the charge with graphite (carbon) with nanometric particle sizes cause the formation of boron carbide B 4 C, the formation of which increases with increasing temperature of the processing of the charge. The presence of B 4 C stimulates the process of diamond formation. However, when amorphous boron additives exceed 10 wt.%, The efficiency of the process is reduced. Firstly, the amount of boron reacting with carbon decreases (relatively), and secondly, an increase in the fraction of boron carbide, which serves as crystallization centers, increases the number of such centers, which leads to a decrease in the optimal size of the formed diamond particles .

Обработка шихты на основе нанодисперсный алмаз - графит (углерод) углеродсодержащей жидкостью позволяет
- дополнительно получать углерод, который образуется в результате разложения при нагреве углеродсодержащих групп;
- интенсифицировать массоперенос углерода (в том числе самих частиц нанодисперсных алмазов);
- снизить трение между частицами;
- облегчить коагуляцию исходных частиц шихты, что увеличивает размер синтезируемых частиц алмаза особенно при обработке шихты непосредственно в жидкости).
Processing a mixture based on nanodispersed diamond - graphite (carbon) with a carbon-containing liquid allows
- additionally obtain carbon, which is formed as a result of decomposition by heating carbon-containing groups;
- intensify the mass transfer of carbon (including the particles of nanodispersed diamonds themselves);
- reduce friction between particles;
- to facilitate coagulation of the initial particles of the mixture, which increases the size of the synthesized diamond particles, especially when processing the mixture directly in the liquid).

При добавке углеродсодержащей жидкости менее 10 об.% (от объема шихты) эффект от ее использования практически не наблюдается (количество и дисперсность синтезируемых частиц алмаза практически не отличаются от частиц, получаемых при использовании сухой шихты), а добавка углеродсодержащей жидкости более чем 100 об. % не приводит к увеличению выхода (количества, крупности) синтезируемых частиц алмаза и ухудшает энергетические показатели процесса. With the addition of carbon-containing liquid of less than 10 vol.% (Of the charge volume), the effect of its use is practically not observed (the amount and dispersion of synthesized diamond particles practically do not differ from the particles obtained by using a dry charge), and the addition of carbon-containing liquid is more than 100 vol. % does not lead to an increase in the yield (amount, size) of synthesized diamond particles and affects the energy performance of the process.

Указанный технический результат достигается также тем, что при осуществлении способа получения алмазных частиц, при котором обрабатывают частицы алмаза воздействием заданных давлений и температур в среде, содержащей углерод, согласно изобретению в качестве частиц алмаза используют нанодисперсные алмазы, при этом на поверхность этих частиц наносят графит или углерод, размеры частиц которых выполнены нанометричными, а после получения конечного продукта последний классифицируют, отделяя алмазные частицы с размерами от 1 до 500 мкм. The specified technical result is also achieved by the fact that in the implementation of the method for producing diamond particles, in which diamond particles are treated by the action of predetermined pressures and temperatures in a carbon-containing medium, nanodispersed diamonds are used as diamond particles, with graphite being applied to the surface of these particles or carbon, the particle sizes of which are nanometric, and after obtaining the final product, the latter is classified by separating diamond particles with sizes from 1 to 500 microns.

Отличительной особенностью способа получения алмазных частиц является то, что в качестве частиц алмаза используют нанодисперсные алмазы, при этом на поверхность этих частиц наносят графит или углерод, размеры частиц которых выполнены нанометричными, а после получения конечного продукта последний классифицируют, отделяя алмазные частицы с размерами более 500 мкм. A distinctive feature of the method for producing diamond particles is that nanodispersed diamonds are used as diamond particles, while graphite or carbon is applied to the surface of these particles, the particle sizes of which are nanometric, and after the final product is obtained, the latter is classified by separating diamond particles with sizes greater than 500 microns.

Использование в качестве частиц алмаза нанодисперсных алмазов при нанесении на поверхность этих частиц графита или неалмазного углерода, размеры частиц которых выполнены нанометричными, позволяет значительно удешевить технологический процесс в сравнении с прототипом. Как это следует из выше описанных способов получения алмазных частиц из нанодисперсных алмазов с покрытием их поверхности графитом или углеродом, параметры технологического процесса (давление и температура) значительно ниже, чем у традиционных технологических процессов получения синтетических алмазов, что уменьшает стоимость используемого оборудования и уменьшает эксплуатационные расходы. The use of nanodispersed diamonds as diamond particles when applying to the surface of these particles graphite or non-diamond carbon, the particle sizes of which are made nanometric, can significantly reduce the cost of the technological process in comparison with the prototype. As follows from the above methods for producing diamond particles from nanodispersed diamonds coated with graphite or carbon on their surface, the process parameters (pressure and temperature) are significantly lower than those of traditional technological processes for producing synthetic diamonds, which reduces the cost of the equipment used and reduces operating costs .

Отделение алмазных частиц с размерами более 500 мкм после получения конечного продукта известными методами классификации позволяет получить два полезных продукта: порошок, используемый в качестве абразивного материала, и крупные частицы (более 500 мкм) алмаза, используемые в качестве вставки для режущего инструмента. Следует отметить, что качество кристаллической структуры получаемых крупных частиц алмаза позволяет их использовать и в ювелирных целях. Таким образом, при получении алмазных частиц заявляемым способом отходы отсутствуют, а крупные частицы алмаза представляют повышенную ценность в сравнении с такими же синтетическими алмазами, изготавливаемыми другими известными способами. The separation of diamond particles with sizes greater than 500 microns after obtaining the final product by known classification methods allows to obtain two useful products: powder used as an abrasive material, and large particles (more than 500 microns) of diamond used as an insert for a cutting tool. It should be noted that the quality of the crystal structure of the obtained large diamond particles allows them to be used for jewelry purposes. Thus, when producing diamond particles by the claimed method, there is no waste, and large particles of diamond are of increased value in comparison with the same synthetic diamonds made by other known methods.

Указанный технический результат достигается также тем, что при осуществлении способа получения содержащих алмазные частицы заготовок, при котором смешивают алмазный порошок и связующий материал, формируют из полученной шихты заготовки, размещают заготовки в контейнере и обрабатывают их повышенным давлением, согласно изобретению используют порошок нанодисперсных алмазов с размерами кристаллитов от 2 до 10 нм, а в качестве связующего материала используют этот же порошок, на поверхность частиц которого нанесен графит или углерод, и полученную шихту спекают при давлении от 2,5 до 4,0 ГПа и температуре от 800 до 1200oС с выдержкой от 10 до 60 с, при этом получают заготовки плотностью 0,5-0,9 от плотности алмаза, при соотношении составных частей, %:
Порошок нанодисперсных алмазов с размерами кристаллитов 2 - 10 нм - 40-60
Порошок нанодисперсных алмазов, на поверхность частиц которого нанесен углерод - Остальное
При этом на поверхность частиц шихты дополнительно могут быть нанесены углеродсодержащие группы из углеродсодержащего газа путем нагревания газа до температуры от 300 до 1000oС или смачивания шихты углеродсодержащей жидкостью.
The specified technical result is also achieved by the fact that in the implementation of the method for producing diamond-containing preforms, in which diamond powder and binder material are mixed, preforms are formed from the obtained charge, the preforms are placed in a container and treated with elevated pressure, according to the invention, nanodispersed diamond powder with dimensions crystallites from 2 to 10 nm, and the same powder is used as a binder material, on the surface of the particles of which graphite or carbon is applied, and the batch is sintered at a pressure of from 2.5 to 4.0 GPa and a temperature of from 800 to 1200 o C with a holding time of 10 to 60 s, while obtaining blanks with a density of 0.5-0.9 of the density of diamond, with the ratio of the components %:
Nanodispersed diamond powder with crystallite sizes of 2 - 10 nm - 40-60
Powder of nanodispersed diamonds, on the surface of the particles of which carbon is deposited - Rest
In this case, carbon-containing groups of carbon-containing gas can be additionally deposited onto the surface of the batch particles by heating the gas to a temperature of from 300 to 1000 ° C. or by wetting the batch with a carbon-containing liquid.

При осуществлении описанного способа получения содержащих алмазные частицы заготовок полученные заготовки можно измельчать до частиц величиной от 0,01 до 0,5 мм. Можно также применять получаемую по этому способу шихту в качестве связующего материала при изготовлении композитных сверхтвердых материалов. When implementing the described method for producing diamond-containing preforms, the obtained preforms can be crushed to particles with a size of from 0.01 to 0.5 mm. It is also possible to use the mixture obtained by this method as a binder in the manufacture of composite superhard materials.

Отличительной особенностью заявляемого способа получения содержащих алмазные частицы заготовок является то, что используют порошок нанодисперсных алмазов с размерами кристаллитов от 2 до 10 им, а в качестве связующего материала используют этот же порошок, на поверхность частиц которого нанесен графит или углерод, и полученную шихту спекают при давлении от 2,5 до 4,0 ГПа и температуре от 800 до 1200oС с выдержкой от 10 до 60 с, при этом получают заготовки плотностью 0,5-0,9 от плотности алмаза.A distinctive feature of the proposed method for producing preforms containing diamond particles is the use of nanodispersed diamond powder with crystallite sizes from 2 to 10 im, and the same powder is used as a binder material, the surface of the particles of which is coated with graphite or carbon, and the resulting mixture is sintered at pressure from 2.5 to 4.0 GPa and a temperature of from 800 to 1200 o With a shutter speed of from 10 to 60 s, while receiving blanks with a density of 0.5-0.9 of the density of the diamond.

Эта особенность позволяет получать заготовки на основе нанодисперсных алмазов, причем в качестве связки используют частицы нанодисперсного алмаза, покрытые графитом или неалмазным углеродом. Частицы нанодисперсного алмаза, покрытые графитом (углеродом), выступают в роли носителя неалмазного углерода, что способствует диспергации неалмазных форм углерода и их перекристаллизации в плотные модификации. При этом термообработка ускоряет перекристаллизацию графита (углерода), также находящегося в высокодисперсном состоянии, в алмаз (алмазоподобный углерод) и способствует спеканию частиц материала заготовки при невысоких параметрах компактирования. This feature makes it possible to obtain blanks based on nanodispersed diamonds, and nanodispersed diamond particles coated with graphite or non-diamond carbon are used as a binder. Particles of nanodispersed diamond coated with graphite (carbon) act as a carrier of non-diamond carbon, which contributes to the dispersion of non-diamond forms of carbon and their recrystallization into dense modifications. In this case, heat treatment accelerates the recrystallization of graphite (carbon), which is also in a finely dispersed state, into diamond (diamond-like carbon) and promotes the sintering of particles of the workpiece material at low compaction parameters.

Использование для способа получения содержащих алмазные частицы заготовок порошков нанодисперсных алмазов с размерами кристаллитов менее 2 нм нецелесообразно в связи с трудностью получения таких порошков (необходима разработка новых, отсутствующих в настоящее время технологий для получения нанодисперсных алмазов с размерами менее 2 нм). Использовать порошки нанодисперсных алмазов с размерами частиц более 10 нм для способа получения заготовок также нецелесообразно в связи с уменьшением их активности при увеличении размеров до более 10 нм, что снижает эффективность способа. The use of nanodispersed diamond powders with crystallite sizes of less than 2 nm for the method for producing diamond blanks containing diamond particles is impractical due to the difficulty of producing such powders (it is necessary to develop new, currently absent technologies for producing nanodispersed diamonds with sizes less than 2 nm). It is also inexpedient to use nanodispersed diamond powders with particle sizes of more than 10 nm for the method of producing preforms due to a decrease in their activity with increasing sizes to more than 10 nm, which reduces the efficiency of the method.

Параметры обработки шихты установлены экспериментально. The processing parameters of the mixture are established experimentally.

При давлении меньше чем 2,5 ГПа ухудшается качество получаемых заготовок из-за недостаточного компактирования. At a pressure of less than 2.5 GPa, the quality of the resulting workpieces deteriorates due to insufficient compaction.

При давлении больше чем 4,0 ГПа увеличиваются затраты и повышается себестоимость заготовок. At a pressure of more than 4.0 GPa, costs increase and the cost of billets increases.

При температуре обработки меньше чем 800oС увеличивается необходимое время обработки шихты, ухудшается качество материала заготовок из-за дефектов спекания.When the processing temperature is less than 800 o With the necessary processing time of the mixture increases, the quality of the workpiece material is deteriorated due to sintering defects.

При температуре больше чем 1200oС увеличивается себестоимость заготовок, появляется опасность потери конечного качества материала из-за возникновения эффекта графитизации алмазных частиц.At a temperature of more than 1200 o C increases the cost of the workpieces, there is a risk of loss of the final quality of the material due to the effect of graphitization of diamond particles.

Выдержка менее 10 с трудно реализуется технологически и нецелесообразна. Exposure less than 10 s is difficult to implement technologically and impractical.

Выдержка более 60 с ведет к увеличению затрат без заметного увеличения свойств получаемого материала заготовок. Exposure to more than 60 s leads to an increase in costs without a noticeable increase in the properties of the resulting workpiece material.

С помощью описанных технологических приемов плотность заготовки, как это установлено экспериментально, получается в пределах 0,5-0,9 от плотности алмаза. Более низкую плотность получать нецелесообразно, а более высокую не удается достичь из-за ограничений, накладываемых другими параметрами заявляемого способа. Using the described technological methods, the density of the workpiece, as established experimentally, is obtained in the range of 0.5-0.9 of the density of the diamond. It is impractical to obtain a lower density, and a higher density cannot be achieved due to limitations imposed by other parameters of the proposed method.

Отличительной особенностью заявляемого способа получения содержащих алмазные частицы заготовок является также то, что на поверхность частиц шихты дополнительно могут быть нанесены углеродсодержащие группы из углеродсодержащего газа путем нагревания газа до температуры от 300 до 1000oС или смачивания шихты углеродсодержащей жидкостью.A distinctive feature of the inventive method for producing preforms containing diamond particles is also that carbon-containing groups of carbon-containing gas can be additionally deposited onto the surface of the batch particles by heating the gas to a temperature of 300 to 1000 ° C or wetting the batch with a carbon-containing liquid.

Нанесение углеродсодержащих групп на поверхность нанодисперсных алмазов способствует дополнительному алмазообразованию в процессе последующей термообработки, как это описано выше при рассмотрении способа получения алмазных частиц. Алмазные частицы, синтезируемые из углерода поверхностных углеродсодержащих групп, образуются преимущественно в порах получаемой заготовки, что способствует повышению физико-химических свойств заготовки. The deposition of carbon-containing groups on the surface of nanodispersed diamonds contributes to additional diamond formation during the subsequent heat treatment, as described above when considering a method for producing diamond particles. Diamond particles synthesized from carbon from surface carbon-containing groups are formed mainly in the pores of the resulting workpiece, which helps to increase the physicochemical properties of the workpiece.

Дополнительной отличительной особенностью способа получения содержащих алмазные частицы заготовок является то, что возможен вариант, при котором полученные заготовки измельчают до частиц величиной от 0,01 до 0,5 мм. An additional distinctive feature of the method for producing diamond-containing preforms is that a variant is possible in which the obtained preforms are crushed to particles ranging in size from 0.01 to 0.5 mm.

Последующее измельчение спеченных заготовок позволяет получать алмазный порошок с поликристаллической структурой и размером частиц в заявляемых пределах для использования получаемого порошка в качестве абразивного материала. Subsequent grinding of the sintered preforms makes it possible to obtain a diamond powder with a polycrystalline structure and particle size within the claimed limits for using the resulting powder as an abrasive material.

Еще одной отличительной особенностью способа получения содержащих алмазные частицы заготовок является то, что возможен вариант, при котором применяют получаемую шихту в качестве связующего материала при изготовлении композитных сверхтвердых материалов. Another distinctive feature of the method for producing preforms containing diamond particles is that a variant is possible in which the resulting charge is used as a binder in the manufacture of composite superhard materials.

Использование заявляемой шихты в качестве связки позволяет получать поликристаллические сверхтвердые материалы (ПСТМ) на основе достаточно большого диапазона других крупных порошков сверхтвердых материалов (СТМ), причем зернистость порошков последних может составлять величину до нескольких сотен микрон. В процессе спекания шихта образует нанокристаллическую связку, соединяющую более крупные зерна СТМ. Использование связки на основе нанодисперсных алмазных порошков повышает физико-механические свойства композиционных материалов, а также позволяет понизить температуру и время спекания, не использовать катализаторы и инородные связующие, а использовать только углерод. Все это позволяет расширить технологический диапазон получаемых изделий, расширить их область использования. Using the inventive charge as a binder allows one to obtain polycrystalline superhard materials (PSTM) on the basis of a sufficiently wide range of other large powders of superhard materials (STM), and the granularity of the powders of the latter can be up to several hundred microns. In the process of sintering, the mixture forms a nanocrystalline bond connecting the larger grains of STM. The use of a binder based on nanodispersed diamond powders increases the physicomechanical properties of composite materials, and also allows to lower the sintering temperature and time, not to use catalysts and foreign binders, but to use only carbon. All this allows us to expand the technological range of the products obtained, to expand their area of use.

Указанный технический результат достигается также тем, что получают материал на основе нанодисперсных алмазов, используемый в качестве вставки для режущего или формообразующего инструмента и изготовленный спеканием шихты, содержащей алмазные частицы, в котором согласно изобретению в качестве алмазных частиц использован порошок нанодисперсных алмазов, в котором размер частиц увеличен до величины от 10 до 1000 нм, плотность материала вставки выполнена от 0,5-1,0 от плотности алмаза, твердость материала выполнена не менее 60 ГПа при количестве несгораемых примесей от 1 до 2%. The indicated technical result is also achieved by the fact that a material based on nanodispersed diamonds is obtained, which is used as an insert for a cutting or shaping tool and made by sintering a mixture containing diamond particles, in which according to the invention nanodispersed diamond powder is used, in which the particle size increased to values from 10 to 1000 nm, the density of the material of the insert is made from 0.5-1.0 of the density of diamond, the hardness of the material is made not less than 60 GPa with the amount non-combustible impurities from 1 to 2%.

Отличительной особенностью получаемого материала является то, что в качестве алмазных частиц использован порошок нанодисперсных алмазов, в котором размер частиц увеличен до величины от 10 до 1000 нм, плотность материала вставки выполнена от 0,5-1,0 от плотности алмаза, твердость материала выполнена не менее 60 ГПа при количестве несгораемых примесей от 1 до 2%. A distinctive feature of the obtained material is that nanodispersed diamond powder is used as diamond particles, in which the particle size is increased to 10 to 1000 nm, the density of the insert material is made from 0.5-1.0 of the density of the diamond, the hardness of the material is not less than 60 GPa with the amount of non-combustible impurities from 1 to 2%.

Это позволяет
- отказаться от добавок катализаторов и связующих при спекании и получении заготовок;
- получать заготовки с размером зерна до 1 мкм (наноматериал), который обеспечивает высокое качество обработки, в т.ч. труднообрабатываемых материалов;
- получать заготовки с высокими физико-механическими свойствами и термостойкостью, с минимальным количеством примесей;
- использовать получаемый наноматериал в качестве связующего для более крупных зерен СТМ, в частности алмазных, т.е. более крупных по сравнению с нанодисперсным алмазом, как это описано выше при применении изготавливаемых по способу получения содержащих алмазные частицы заготовок с последующим их измельчением;
- понизить давление, температуру, время спекания, снизить себестоимость материала.
This allows
- abandon the additives of catalysts and binders during sintering and the preparation of blanks;
- receive billets with a grain size of up to 1 μm (nanomaterial), which provides high quality processing, including hard materials;
- receive billets with high physical and mechanical properties and heat resistance, with a minimum amount of impurities;
- use the resulting nanomaterial as a binder for larger CTM grains, in particular diamond, i.e. larger in comparison with nanodispersed diamond, as described above, when using workpieces containing diamond particles manufactured by the production method, followed by grinding them;
- reduce pressure, temperature, sintering time, reduce the cost of the material.

Указанный технический результат достигается также тем, что при осуществлении способа получения содержащих алмазные частицы заготовок, при котором смешивают алмазный порошок и связующий материал, формируют из полученной шихты заготовки, размещают над заготовкой дополнительный слой кремния, размещают заготовки в контейнере и спекают их при заданном давлении, согласно изобретению используют алмазный порошок нанодисперсных алмазов с размерами кристаллитов от 2 до 10 нм, а в качестве связующего материала используют этот же порошок, на поверхность частиц которого нанесен графит или углерод, и полученную шихту спекают при давлении от 2,5 до 4,0 ГПа и температуре от 1400 до 1600oС с выдержкой от 10 до 60 с, при этом получают заготовки плотностью 0,8-1,0 от плотности алмаза.The specified technical result is also achieved by the fact that when implementing the method for producing preforms containing diamond particles, in which diamond powder and binder material are mixed, preforms are formed from the obtained charge, an additional silicon layer is placed over the preform, the preforms are placed in the container and sintered at a given pressure, according to the invention, diamond powder of nanodispersed diamonds with crystallite sizes from 2 to 10 nm is used, and the same powder is used as a binder material, the particle size of which is coated with graphite or carbon, and the resulting mixture is sintered at a pressure of from 2.5 to 4.0 GPa and a temperature of from 1400 to 1600 ° C with a holding time of 10 to 60 s, whereby blanks with a density of 0.8-1 are obtained, 0 of the density of diamond.

При этом возможно применение используемого для осуществления такого способа исходного материала в качестве связующего материала при изготовлении композитных сверхтвердых материалов. In this case, it is possible to use the starting material used for implementing this method as a binder in the manufacture of composite superhard materials.

Отличительной особенностью заявляемого способа получения содержащих алмазные частицы заготовок является то, что используют алмазный порошок нанодисперсных алмазов с размерами кристаллитов от 2 до 10 нм, а в качестве связующего материала используют этот же порошок, на поверхность частиц которого нанесен графит или углерод, и полученную шихту спекают при давлении от 2,5 до 4,0 ГПа и температуре от 1400 до 1600oС с выдержкой от 10 до 60 с, при этом получают заготовки плотностью 0,8-1,0 от плотности алмаза.A distinctive feature of the inventive method for producing preforms containing diamond particles is that they use diamond powder of nanodispersed diamonds with crystallite sizes from 2 to 10 nm, and use the same powder as a binder material, the surface of the particles of which is coated with graphite or carbon, and the resulting mixture is sintered at a pressure of from 2.5 to 4.0 GPa and a temperature of from 1400 to 1600 o With a shutter speed of from 10 to 60 s, while receiving blanks with a density of 0.8-1.0 of the density of the diamond.

Эти отличительные особенности позволяют совместить процессы перекристаллизации графита (углерода) в алмаз (алмазоподобный углерод) с процессами спекания нанодисперсных алмазов и пропитки формирующейся заготовки расплавом кремния с образованием карбида кремния. These distinctive features make it possible to combine the processes of recrystallization of graphite (carbon) into diamond (diamond-like carbon) with the processes of sintering of nanodispersed diamonds and the impregnation of the formed workpiece with molten silicon with the formation of silicon carbide.

Указанные отличительные особенности способа получения заготовок, содержащих алмазные частицы, позволяют проводить пропитку кремнием заявляемой шихты совместно с крупными частицами сверхтвердого материала, в частности алмаза. В результате устраняется пористость и происходит упрочение заготовки карбидом кремния. These distinctive features of the method for producing blanks containing diamond particles allow silicon to be impregnated with the inventive charge together with large particles of superhard material, in particular diamond. As a result, porosity is eliminated and the workpiece is hardened by silicon carbide.

Кроме того, это позволяет
- интенсифицировать процесс пропитки по границам крупных алмазных зерен;
- связать крупные алмазные зерна нанокристаллической связкой, упроченной карбидом кремния.
In addition, it allows
- intensify the process of impregnation along the boundaries of large diamond grains;
- bind large diamond grains with a nanocrystalline bond reinforced with silicon carbide.

Это, в свою очередь, повышает прочностные свойства композиционных материалов вследствие отсутствия пор, упрочения карбидом кремния, более прочной связи между алмазными частицами, а также упрощает технологию изготовления материала по сравнению с традиционными методами. This, in turn, increases the strength properties of composite materials due to the absence of pores, hardening by silicon carbide, a stronger bond between diamond particles, and also simplifies the manufacturing technology of the material compared to traditional methods.

Кроме того, отличительной особенностью этого способа получения содержащих алмазные частицы заготовок является то, что возможно применение используемого для осуществления такого способа исходного материала в качестве связующего материала при изготовлении композитных сверхтвердых материалов. In addition, a distinctive feature of this method of obtaining preforms containing diamond particles is that it is possible to use the starting material used for implementing this method as a binder in the manufacture of composite superhard materials.

Эта отличительная особенность позволяет использовать все описанные выше преимущества технологического процесса по осуществлению способа получения содержащих алмазные частицы заготовок при изготовлении композитных сверхтвердых материалов на основе других компонентов композита. This distinctive feature makes it possible to use all the advantages of the technological process described above for implementing the method for producing preforms containing diamond particles in the manufacture of composite superhard materials based on other components of the composite.

Таким образом, заявляемое изобретение позволяет повысить физико-механические и эксплуатационные характеристики получаемых материалов на основе алмаза, снизить их себестоимость. Thus, the claimed invention allows to increase the physico-mechanical and operational characteristics of the obtained materials based on diamond, to reduce their cost.

На фиг.1 представлена отдельная частица на основе алмазоподобного углерода, полученная на основе частиц графита с нанометричными размерами после их механического диспергирования и последующей выдержки при атмосферном давлении и комнатной температуре (масштаб: в 1 см - 100 мкм, увеличение 100х). Figure 1 presents a separate particle based on diamond-like carbon obtained on the basis of graphite particles with nanometric dimensions after mechanical dispersion and subsequent exposure at atmospheric pressure and room temperature (scale: 1 cm - 100 microns, magnification 100x).

На фиг.2 представлена чешуйка с образовавшимися на ее поверхности волокнами в условиях по фиг.1 (масштаб: в 1 см - 50 мкм, увеличение 200х). Figure 2 presents the flake with the fibers formed on its surface in the conditions of figure 1 (scale: 1 cm - 50 μm, magnification 200x).

На фиг.3 представлен результат синтеза по способу получения алмазных частиц, состоящий из частиц алмаза и алмазоподобного углерода (масштаб: в 1 см - 100 мкм, увеличение 100х). Figure 3 presents the result of the synthesis according to the method for producing diamond particles, consisting of particles of diamond and diamond-like carbon (scale: 1 cm - 100 μm, magnification 100x).

На фиг.4 представлены отдельные частицы алмаза, полученные в результате обработки шихты по способу получения алмазных частиц с предварительной графитизацией поверхности очищенных частиц нанодисперсных алмазов (масштаб: в 1 см - 25 мкм, увеличение 400х). Figure 4 presents the individual diamond particles obtained by processing the mixture according to the method of producing diamond particles with preliminary graphitization of the surface of the purified particles of nanodispersed diamonds (scale: 1 cm - 25 μm, magnification 400x).

На фиг. 5 представлен полученный материал после обработки шихты с модификацией исходного порошка осаждением на поверхность его частиц углеродсодержащих групп из газовой фазы или из жидкости (масштаб: в 1 см - 50 мкм, увеличение 200х). Видны крупные частицы (50-100 мкм) и более мелкие (менее 50 мкм). In FIG. Figure 5 shows the obtained material after processing the mixture with the modification of the initial powder by the deposition of carbon-containing groups on the surface of its particles from the gas phase or from the liquid (scale: 1 cm - 50 μm, magnification 200x). Large particles (50-100 microns) and smaller ones (less than 50 microns) are visible.

На фиг.6 представлены частицы алмаза, полученные в результате смешивания графитизировнных частиц и очищенных частиц нанодисперсных алмазов с последующей термообработкой полученной шихты в вакууме (масштаб: в 1 см - 30 мкм, увеличение 33х). Figure 6 shows the diamond particles obtained by mixing graphitized particles and purified particles of nanodispersed diamonds, followed by heat treatment of the resulting mixture in vacuum (scale: 1 cm - 30 μm, magnification 33x).

На фиг.7 представлены частицы алмаза, полученные в результате дополнительной ультразвуковой и последующей вакуумной обработки шихты (масштаб: в 1 см - 100 мкм, увеличение 100х). Figure 7 presents the diamond particles obtained as a result of additional ultrasonic and subsequent vacuum processing of the charge (scale: 1 cm - 100 μm, magnification 100x).

На фиг.8 представлена частица алмаза (шарообразная), полученная в результате ультразвуковой обработки шихты в жидкости (масштаб: в 1 см - 50 мкм, увеличение 200х). On Fig presents a diamond particle (spherical) obtained by ultrasonic treatment of the mixture in a liquid (scale: 1 cm - 50 microns, magnification 200x).

На фиг. 9 представлена крупная частица алмаза, полученная в результате обработки шихты по заявляемому способу получения алмазных частиц, включающему классификацию (просеивание) полученного продукта (масштаб: в 1 см-100 мкм, увеличение 100х), Размеры частицы: большая диагональ 750 мкм, меньшая 550 мкм. In FIG. 9 shows a large diamond particle obtained by processing the charge according to the claimed method for producing diamond particles, including classification (sieving) of the obtained product (scale: 1 cm-100 μm, magnification 100x), Particle sizes: large diagonal 750 μm, smaller 550 μm .

На фиг. 10 представлена микроструктура материала на основе нанодисперсного алмаза, полученного по способу получения содержащих алмазные частицы заготовок (масштаб: в 1 см - 100 мкм, увеличение 100х). In FIG. 10 shows the microstructure of a material based on nanodispersed diamond obtained by the method for producing preforms containing diamond particles (scale: 1 cm - 100 μm, magnification 100x).

На фиг. 11 представлена электронная микрофотография материала алмазной заготовки, полученной по способу получения содержащих алмазные частицы заготовок (масштаб: в 1 см - 0,7 мкм, увеличение 14300х). In FIG. 11 is an electron micrograph of a diamond billet material obtained by a method for producing billet containing diamond particles (scale: 0.7 cm, 1 cm, magnification 14300x).

На фиг.12 представлена шарообразная частица алмаза, полученная на основе заявляемого материала (масштаб: в 1 см - 1,5 мкм, увеличение 6600х). On Fig presents a spherical diamond particle obtained on the basis of the inventive material (scale: 1 cm - 1.5 microns, an increase of 6600x).

На фиг.13 представлена частица алмаза в форме волокна, полученная на основе заявляемого материала (масштаб: в 1 см - 7 мкм, увеличение 7150х). On Fig presents a diamond particle in the form of a fiber, obtained on the basis of the inventive material (scale: 1 cm - 7 microns, magnification 7150x).

На фиг.14 представлена частица алмаза в форме чешуйки, полученная на основе заявляемого материала (масштаб: в 1 см - 7 мкм, увеличение 7150х). On Fig presents a diamond particle in the form of flakes obtained on the basis of the inventive material (scale: 1 cm - 7 microns, magnification 7150x).

На фиг.15 представлена частица алмаза округлой формы, полученная на основе заявляемого материала (масштаб: в 1 см - 1,5 мкм, увеличение 6600х). On Fig presents a round diamond particle obtained on the basis of the inventive material (scale: 1 cm - 1.5 microns, an increase of 6600x).

На фиг. 16 представлена частица алмаза с огранкой, полученная на основе заявляемого материала (масштаб: в 1 см - 3 мкм, увеличение 3300х). In FIG. 16 shows a diamond particle with a facet obtained on the basis of the inventive material (scale: 1 cm - 3 μm, magnification 3300x).

На фиг.17 представлены частицы алмаза с размерами частиц до 500 мкм, получаемые по заявляемому способу получения алмазных частиц (масштаб: в 1 см - 200 мкм, увеличение 50х). On Fig presents diamond particles with particle sizes up to 500 microns, obtained by the present method for producing diamond particles (scale: 1 cm - 200 microns, magnification 50x).

Сущность заявляемого изобретения поясняется следующими примерами. The essence of the invention is illustrated by the following examples.

Пример 1. Example 1

Смешивали 50 мас.% нанодисперсных алмазов и 50 мас.% графита с размерами частиц, находящимися в нанометричном диапазоне (менее 1 мкм). Смешивали в смесителе в течение 2-3 часов. В результате перемешивания происходило нанесение частиц графита на поверхность нанодисперсных алмазов, находящихся в виде агрегатов (конгломератов). 50 wt.% Nanodispersed diamonds and 50 wt.% Graphite were mixed with particle sizes in the nanometric range (less than 1 μm). Mixed in a mixer for 2-3 hours. As a result of mixing, graphite particles were deposited on the surface of nanodispersed diamonds in the form of aggregates (conglomerates).

Полученную шихту помещали в вакуумную печь, нагревали до температуры 500-1200oС, выдерживали при этой температуре 10-30 мин и затем охлаждали.The resulting mixture was placed in a vacuum oven, heated to a temperature of 500-1200 o C, kept at this temperature for 10-30 minutes and then cooled.

В результате получили шихту, содержащую алмаз кубической модификации и алмазоподобный углерод (см. фиг.3). Графита в шихте после спекания практически не было обнаружено. The result was a mixture containing a diamond of cubic modification and diamond-like carbon (see figure 3). Graphite in the mixture after sintering was practically not detected.

При использовании менее 10 мас.% нанодисперсных алмазов остается непрореагировавший углерод (графит), использование более 50 мас.% экономически нецелесообразно. При использовании крупных частиц графита (более 1 мкм) затруднен процесс его нанесения на частицы алмаза (меньше поверхность контакта), затруднен процесс превращения графита (остается непрореагировавший графит). При смешивании менее 2 часов - результат хуже. Смешивание более 3 часов - экономически нецелесообразно. При нагревании в вакууме до 500oС необходима большая выдержка, остается непрореагировавший графит. Нагревание в вакууме до более 1200oС экономически нецелесообразно. При выдержке менее 10 мин остается графит, технологически трудно осуществить данный режим. Выдержка более 30 мин экономически нецелесообразна.When using less than 10 wt.% Nanodispersed diamonds, unreacted carbon (graphite) remains, using more than 50 wt.% Is not economically feasible. When using large particles of graphite (more than 1 μm), the process of applying it to diamond particles is difficult (the contact surface is smaller), the process of graphite transformation is difficult (unreacted graphite remains). When mixed for less than 2 hours, the result is worse. Mixing more than 3 hours is not economically feasible. When heated in a vacuum to 500 o C, a large exposure time is required, unreacted graphite remains. Heating in vacuum to more than 1200 o With economically impractical. When holding for less than 10 min, graphite remains, it is technologically difficult to implement this mode. Exposure for more than 30 minutes is not economically feasible.

Пример 2. Example 2

Брали очищенный порошок нанодисперсных алмазов, проводили графитизацию их поверхности путем выдержки в вакууме (τ~10-30 мин, Т~1000-1500oС). Затем вторично подвергали этот же порошок вакуумной обработке (τ~10-30 мин) при Т~ 500-1200oС.The purified powder of nanodispersed diamonds was taken, their surface was graphitized by holding in vacuum (τ ~ 10-30 min, T ~ 1000-1500 o С). Then the same powder was subjected to vacuum treatment again (τ ~ 10-30 min) at Т ~ 500-1200 o С.

В результате получили порошок алмаза с укрупненными (более 10 нм) по сравнению с исходными частицами (см. фиг.4). The result was a diamond powder with enlarged (more than 10 nm) compared with the original particles (see figure 4).

Меньшая выдержка и меньшие температуры при графитизации приводят к недостаточной графитизации, следовательно, хуже идет последующее алмазообразование. Большие τ и Т использовать экономически нецелесообразно. Shorter exposure time and lower temperatures during graphitization lead to insufficient graphitization, therefore, subsequent diamond formation is worse. Large τ and T are not economically feasible to use.

Пример 3. Example 3

Брали очищенный порошок нанодисперсных алмазов, проводили их поверхностную графитизацию в среде инертного газа, режимы аналогичны тем, что в примере 2. Вторично проводили термообработку (режимы по примеру 2) в вакууме. Получили алмазный порошок с укрупненными (относительно исходных) частицами таких же размеров, как и по примеру 2 (см. фиг.4). They took the purified nanodispersed diamond powder, carried out their surface graphitization in an inert gas medium, the modes are similar to those in example 2. The heat treatment was performed a second time (modes according to example 2) in vacuum. Received a diamond powder with enlarged (relative to the source) particles of the same size as in example 2 (see figure 4).

Пример 4. Example 4

В качестве исходного порошка использовали порошок нанодисперсных алмазов с графитизированной поверхностью, полученный по примеру 2 или 3. As the initial powder used powder of nanodispersed diamonds with a graphitized surface obtained in example 2 or 3.

Порошок помещали в реактор, температуру в котором поддерживали не более 300oС. Затем производили подачу в реактор углеродсодержащего газа (СО), предварительно нагреваемого до Т=300-1000oС. При температуре нагрева газа менее 300oС процесс протекает длительное время (неэкономично). При температуре нагрева газа более 1000oС происходит интенсивный износ оборудования (неэкономично).The powder was placed in a reactor at a temperature of not more than 300 ° C. The carbon-containing gas (CO) was then fed into the reactor, which was preheated to T = 300–1000 ° C. At a gas heating temperature of less than 300 ° C., the process took a long time ( uneconomical). At a gas heating temperature of more than 1000 o C there is intense wear of equipment (uneconomical).

В результате разложения окиси углерода по реакции 2СО=С+СО2 на поверхности частиц порошка осаждался свободный углерод.As a result of the decomposition of carbon monoxide by the reaction 2CO = C + CO 2, free carbon was deposited on the surface of the powder particles.

Процесс доращивания первоначального слоя графита проводили до соотношения масс алмаз/графит от 1: 1 до 1:10, определяемому путем взвешивания порошка до и после процесса. The process of growing the initial graphite layer was carried out to a diamond / graphite mass ratio of from 1: 1 to 1:10, determined by weighing the powder before and after the process.

При соотношении масс алмаза и графита менее 1:1 последующее алмазообразование протекает неинтенсивно (образуются более мелкие частицы), при соотношении алмаза и графита свыше 1:10 затруднен процесс алмазообразования, возрастает себестоимость. When the ratio of the masses of diamond and graphite is less than 1: 1, subsequent diamond formation proceeds non-intensively (smaller particles are formed), when the ratio of diamond and graphite above 1:10, the process of diamond formation is difficult, and the cost of production increases.

Вторичную обработку порошка осуществляли аналогично вышеприведенным примерам 1-3. Получили алмазный порошок с укрупненными (относительно исходных) частицами такой же, как и по примеру 2 или 3 (см. фиг.4). The secondary processing of the powder was carried out similarly to the above examples 1-3. Received a diamond powder with enlarged (relative to the source) particles of the same as in example 2 or 3 (see figure 4).

Пример 5. Example 5

Брали порошок нанодисперсных алмазов с нанесенным на поверхность алмазных частиц графитом или углеродом. The nanodispersed diamond powder was taken with graphite or carbon deposited on the surface of the diamond particles.

Порошок смачивали углеродсодержащей жидкостью путем погружения в нее исходного порошка. В качестве углеродсодержащей жидкости выбирают спирт, ацетон и т.д., то есть соединения, содержащие углерод и пригодные для синтеза алмаза. После смачивания порошок извлекали из жидкости и сушили. В результате получали порошок, поверхность которого содержит (в результате адсорбции) молекулы углеродсодержащей жидкости. The powder was wetted with a carbon-containing liquid by immersion in it the original powder. As the carbon-containing liquid, alcohol, acetone, etc., that is, compounds containing carbon and suitable for the synthesis of diamond, are selected. After wetting, the powder was removed from the liquid and dried. As a result, a powder was obtained whose surface contains (as a result of adsorption) molecules of a carbon-containing liquid.

Другим способом модифицирования поверхности исходного порошка является осаждение углеродсодержащих групп из газовой фазы на поверхность порошка. Газофазное модифицирование проводили аналогично примеру 4. В качестве углеродсодержащих газов можно использовать углеводороды или другие соединения, содержащие углерод и пригодные для синтеза алмаза. Качество обработки порошка проверяли экспериментально (по выходу алмаза). Another way to modify the surface of the starting powder is to deposit carbon-containing groups from the gas phase on the surface of the powder. Gas-phase modification was carried out analogously to example 4. As carbon-containing gases, hydrocarbons or other compounds containing carbon and suitable for the synthesis of diamond can be used. The quality of the powder treatment was checked experimentally (by the yield of diamond).

Затем осуществляли повторную обработку полученной шихты так же, как и в примерах 1-4, нагревали в вакууме до Т~500-1200oС.Then, the resulting mixture was re-treated in the same way as in examples 1-4, heated in vacuum to T ~ 500-1200 o C.

Получили алмазный порошок с укрупненными (относительно исходных) частицами (см. фиг.5). Received a diamond powder with enlarged (relative to the source) particles (see figure 5).

Пример 6. Example 6

Брали порошок неочищенных нанодисперсных алмазов, покрытых слоем неалмазного углерода, имеющего структуру сажи, получаемый другими известными способами, например детонационным методом [4]. They took the powder of crude nanodispersed diamonds coated with a non-diamond carbon layer having a carbon black structure obtained by other known methods, for example, by the detonation method [4].

Порошок помещали в реактор и нагревали при температуре от 1200 до 1500oС в вакууме. Выдержку проводили от 30 до 60 мин.The powder was placed in a reactor and heated at a temperature of from 1200 to 1500 o With in vacuum. Exposure was carried out from 30 to 60 minutes

При времени выдержки меньшее 30 мин была отмечена недостаточная графитизация поверхностного неалмазного углерода. Время, большее 60 мин, экономически нецелесообразно. При температуре меньше 1200oС - недостаточная графитизация поверхностного неалмазного углерода. Температура больше 1500oС экономически нецелесообразна.With a holding time of less than 30 minutes, insufficient graphitization of surface non-diamond carbon was noted. A time greater than 60 minutes is not economically feasible. At temperatures below 1200 o C - insufficient graphitization of surface non-diamond carbon. A temperature of more than 1500 o With economically impractical.

В результате термообработки происходит упорядочение (графитизация) неалмазного углерода. Качество полученного порошка определяли экспериментально. As a result of heat treatment, ordering (graphitization) of non-diamond carbon occurs. The quality of the obtained powder was determined experimentally.

Вторичную термообработку осуществляли в соответствии с примерами 1-5. Secondary heat treatment was carried out in accordance with examples 1-5.

В результате 2-ой обработки получали частицы алмаза с размером больше исходного (см. фиг.4 и 5). As a result of the 2nd treatment, diamond particles with a size larger than the original were obtained (see Figs. 4 and 5).

Пример 7. Example 7

Брали порошок нанодисперсного алмаза, подготовленного по первой стадии примера 6, с графитом на поверхности. Порошок помещали в реактор, затем производили подачу оксида углерода (СО). Термообработку и длительность процесса осуществляли аналогично примеру 4. A nanodispersed diamond powder prepared according to the first stage of Example 6 was taken with graphite on the surface. The powder was placed in a reactor, then carbon monoxide (CO) was supplied. Heat treatment and the duration of the process was carried out analogously to example 4.

Затем проводили вторичную термообработку - по примерам 1-6. После вторичной обработки получали алмазный порошок с более крупными частицами (см. фиг.4 и 5). Then, a secondary heat treatment was carried out - according to examples 1-6. After secondary processing, a diamond powder with larger particles was obtained (see FIGS. 4 and 5).

Пример 8. Example 8

Брали порошок, обработанный по любому из примеров 2-7, с графитизацией поверхности частиц нанодисперсных алмазов, смешивали с очищенным порошком нанодисперсных алмазов, перемешивали 2-3 часа в смесителе. Полученную шихту помещали в вакуумную печь. Проводили термообработку при остаточном давлении 0,133•10-10 ГПа. Температура обработки: Тобр~500-1200oС. Время обработки 30 мин. Охлаждали печь до комнатной температуры (в течение 6 часов). В результате получали порошок алмаза с более крупными частицами относительно исходных нанодисперсных порошков (см. фиг.6).The powder treated according to any one of examples 2-7 was taken to graphitize the surface of the nanodispersed diamond particles, mixed with the purified nanodispersed diamond powder, and mixed for 2-3 hours in a mixer. The resulting mixture was placed in a vacuum oven. Heat treatment was carried out at a residual pressure of 0.133 • 10 -10 GPa. Processing temperature: T arr ~ 500-1200 o C. Processing time 30 min. The oven was cooled to room temperature (within 6 hours). The result was a diamond powder with larger particles relative to the initial nanodispersed powders (see Fig.6).

Экспериментальные варианты параметров обработки шихты по примеру 8 и получаемые при этом результаты приведены в таблице 1. The experimental options for the processing parameters of the mixture according to example 8 and the resulting results are shown in table 1.

При давлении в вакуумной печи более 10-1 мм рт.ст. наблюдается также окисление порошка из-за наличия остаточного кислорода.When the pressure in the vacuum furnace is more than 10 -1 mm RT.article powder oxidation is also observed due to the presence of residual oxygen.

Пример 9. Example 9

Готовили шихту по примеру 8. Полученную шихту обрабатывали давлением 2 ГПа при τ =60 с и Т=500oС. После снятия давления получали порошок с укрупненными (по сравнению с исходным порошком) частицами. При указанных параметрах обработки спекания шихты в заготовку не происходит. Результаты других экспериментов приведены в таблице 2.The mixture was prepared in accordance with Example 8. The resulting mixture was treated with a pressure of 2 GPa at τ = 60 s and T = 500 ° C. After depressurization, a powder was obtained with enlarged particles (compared to the initial powder). With the specified processing parameters, sintering of the mixture into the workpiece does not occur. The results of other experiments are shown in table 2.

При добавках очищенного нанодисперсного порошка 10-50 мас.% эффекты такие же, как и в примере 8. With the addition of purified nanosized powder of 10-50 wt.%, The effects are the same as in example 8.

Пример 10. Example 10

Для приготовления шихты брали исходные компоненты в следующем количестве (мас.%):
- порошок, подготовленный по любому из вариантов осуществления первого способа получения алмазных частиц, 50;
- порошок очищенных нанодисперсных алмазов 10;
- порошок графита с размером частиц менее 1 мкм 40.
To prepare the mixture, the initial components were taken in the following amount (wt.%):
- a powder prepared according to any one of the embodiments of the first method for producing diamond particles, 50;
- powder refined nanodispersed diamonds 10;
- graphite powder with a particle size of less than 1 μm 40.

Шихту перемешивали в смесителе 2-3 часа, после чего смесь подвергали термообработке в вакууме в соответствии с режимами, описанными в примере 8. The mixture was stirred in the mixer for 2-3 hours, after which the mixture was subjected to heat treatment in vacuum in accordance with the modes described in example 8.

В результате термообработки шихты образовались частицы алмаза, более крупные, чем исходные, и частицы алмазоподобного углерода. As a result of heat treatment of the charge, diamond particles formed larger than the initial ones and diamond-like carbon particles.

Экспериментальные варианты параметров обработки шихты по примеру 10 и получаемые при этом результаты приведены в таблице 3. Experimental options for the processing parameters of the mixture according to example 10 and the resulting results are shown in table 3.

Пример 11. Example 11

Для приготовления шихты брали исходные компоненты в следующем количестве, мас.%:
- порошок, подготовленный по любому из вариантов осуществления первого способа получения алмазных частиц, 10;
- порошок очищенных нанодисперсных алмазов 40;
- порошок графитоподобного нитрида бора с размером частиц менее 1 мкм 50.
To prepare the mixture, the initial components were taken in the following amount, wt.%:
- a powder prepared according to any one of the embodiments of the first method for producing diamond particles, 10;
- powder of refined nanodispersed diamonds 40;
- powder of graphite-like boron nitride with a particle size of less than 1 μm 50.

Подготовка и спекание - в соответствии с примером 10. Preparation and sintering - in accordance with example 10.

В результате термообработки шихты в продуктах синтеза обнаружены частицы алмаза и кубического нитрида бора. As a result of heat treatment of the charge, particles of diamond and cubic boron nitride were found in the synthesis products.

Экспериментальные варианты параметров обработки шихты по примеру 11 и получаемые при этом результаты приведены в таблице 4. The experimental options for the processing parameters of the mixture according to example 11 and the resulting results are shown in table 4.

Пример 12. Example 12

Приготовляли шихту в составе: графит, порошок нанодисперсных алмазов (очищенный и неочищенный) в соотношении, описанном в примере 10. Шихту перемешивали (примеры 8, 9, 10, 11), затем подвергали обработке под давлением (по примеру 9). В результате получали частицы алмаза, алмазоподобного углерода (см. фиг.6). The mixture was prepared in the composition: graphite, nanodispersed diamond powder (refined and unrefined) in the ratio described in example 10. The mixture was mixed (examples 8, 9, 10, 11), then subjected to pressure treatment (according to example 9). As a result, particles of diamond, diamond-like carbon, were obtained (see FIG. 6).

Пример 13. Example 13

Приготовили шихту по примеру 11 с нитридом бора. Далее подвергали обработке под давлением (примеры 9, 12). The mixture was prepared according to example 11 with boron nitride. Then subjected to pressure treatment (examples 9, 12).

В результате получали частицы алмаза, кубического нитрида бора, порошок которых представляет собой аналог порошка из частиц алмаза и алмазоподобного углерода (см. фиг.3). As a result, particles of diamond, cubic boron nitride, the powder of which is an analogue of a powder of diamond particles and diamond-like carbon, were obtained (see FIG. 3).

Пример 14. Example 14

Приготовляли шихту по примерам 8, 9, 10, 12. В шихту ввели углеродсодержащую жидкость на основе соединений, пригодных для синтеза алмаза (например, спирт или глицерин), в количестве 50 об.% от объема шихты. Далее провели обработку смеси по примерам 8, 9, 10, 11, 12, 13. В результате обработки получили частицы алмаза, алмазоподобного углерода (см. фиг.3). The mixture was prepared according to examples 8, 9, 10, 12. A carbon-containing liquid was introduced into the mixture based on compounds suitable for the synthesis of diamond (for example, alcohol or glycerin) in an amount of 50 vol% of the charge volume. Next, the mixture was processed according to examples 8, 9, 10, 11, 12, 13. As a result of processing, particles of diamond and diamond-like carbon were obtained (see FIG. 3).

При введении жидкости менее 10 об.% эффект незначительный, так как нет увеличения выхода годного продукта. With the introduction of a liquid of less than 10 vol.%, The effect is negligible, since there is no increase in the yield of the product.

Пример 15. Example 15

Брали шихту по примерам 8, 9 10, 12, 14, добавляли 5 мас.% бора (аморфного) с размером частиц менее 1 мкм. Перемешивали 2-3 часа. Проводили обработку шихты по любому способу, приведенному в примерах 8-14. The charge was taken according to examples 8, 9 10, 12, 14, 5 wt.% Boron (amorphous) with a particle size of less than 1 μm was added. Stirred for 2-3 hours. The charge was processed by any method described in examples 8-14.

В результате повысили выход более крупных алмазных частиц аналогично примеру 15 (см. фиг.6). As a result, the yield of larger diamond particles was increased as in Example 15 (see FIG. 6).

При добавке бора свыше 10 мас.% эффект от использования добавки бора снижается. With the addition of boron in excess of 10 wt.%, The effect of using a boron additive is reduced.

Пример 16. Example 16

Брали шихту, полученную по любому из рассмотренных ранее вариантов подготовки шихты в примерах 1-10, 12, 14-15, подвергали шихту обработке заданным давлением и температурой (любой вариант, приведенный в примерах 1-10, 12, 14-15). После обработки проводили классификацию продукта (ситовый метод). They took the mixture obtained according to any of the previously considered options for the preparation of the mixture in examples 1-10, 12, 14-15, subjected the mixture to processing the specified pressure and temperature (any option given in examples 1-10, 12, 14-15). After processing, the product was classified (sieve method).

В результате выделяли алмазные частицы с размером более 500 мкм (максимальный размер полученных частиц 1 мм) (см. фиг.9). As a result, diamond particles with a size of more than 500 μm were isolated (the maximum particle size of the resulting particles was 1 mm) (see Fig. 9).

Пример 17. Example 17

Брали 40 мас.% порошка очищенных нанодисперсных алмазов и 60 мас.% нанодисперсных алмазов с нанесенным на поверхности графитом (углеродом). Помещали в смеситель и тщательно перемешивали в течение 2-3 часов. We took 40 wt.% Powder of refined nanodispersed diamonds and 60 wt.% Nanodispersed diamonds with graphite (carbon) deposited on the surface. They were placed in a mixer and thoroughly mixed for 2-3 hours.

Из полученной шихты прессовали заготовки требуемых размеров (диаметр 5-10 мм, высота 5 мм) путем прессования в пресс-форме под давлением 300-500 МПа. Затем заготовки помещали в контейнер из литографского камня (доломита), который затем устанавливался в аппарат высокого давления. Далее проводили спекание шихты под давлением 3,5 ГПа и температуре 1100oС в течение 30 с. После спекания давление и температуру снижали до исходных значений и извлекали заготовку, представляющую собой поликристаллический спек, который после механической обработки может служить в качестве рабочего элемента в лезвийном инструменте или для изготовления алмазных фильер (см. фиг.10). Остальные примеры получения алмазных заготовок приведены в таблице 5.Billets of the required dimensions (diameter 5-10 mm, height 5 mm) were pressed from the obtained mixture by pressing in a mold under a pressure of 300-500 MPa. Then the blanks were placed in a container of lithographic stone (dolomite), which was then installed in a high-pressure apparatus. Then, the sintering of the mixture was carried out under a pressure of 3.5 GPa and a temperature of 1100 o C for 30 s. After sintering, the pressure and temperature were reduced to the initial values and the preform was removed, which is a polycrystalline sinter, which after machining can serve as a working element in a blade tool or for the manufacture of diamond dies (see Fig. 10). Other examples of obtaining diamond blanks are shown in table 5.

При уменьшении доли в шихте порошка очищенных нанодисперсных алмазов (менее 30 мас.%) наблюдается ухудшение свойств заготовок (снижение микротвердости и плотности). При увеличении доли очищенного порошка (более 70 мас. %) наблюдается ухудшение свойств заготовок (снижение микротвердости), растет себестоимость. При Р, Т, τ менее, чем указанные, наблюдается снижение свойств заготовок. При Т, τ выше указанных ухудшаются свойства заготовок. При Р выше указанных повышается себестоимость. With a decrease in the fraction of refined nanodispersed diamonds in the charge (less than 30 wt.%), The properties of the workpieces are deteriorated (microhardness and density are reduced). With an increase in the proportion of refined powder (more than 70 wt.%), The properties of the workpieces are deteriorating (reduction in microhardness), and the cost is increasing. When P, T, τ is less than those indicated, a decrease in the properties of the workpieces is observed. At T, τ above the properties of the workpieces deteriorate. When P above the above increases the cost.

Пример 18. Example 18

Брали 50 мас. % порошка очищенных нанодисперсных алмазов с графитом (углеродом) на поверхности. Готовили шихту по примеру 17. Далее модифицировали поверхность шихты углеродсодержащими химическими соединениями (по примеру 5). We took 50 wt. % powder of refined nanodispersed diamonds with graphite (carbon) on the surface. The mixture was prepared according to example 17. Next, the surface of the mixture was modified with carbon-containing chemical compounds (according to example 5).

После этого проводили прессование исходной заготовки и ее температурную обработку под давлением (пример 17). После обработки извлекали заготовку, представляющую собой поликристаллический алмазный спек (см. фиг.10). After that, the initial billet was pressed and its temperature treated under pressure (Example 17). After processing, a preform was removed, which was a polycrystalline diamond cake (see Fig. 10).

В результате нанесения углеродсодержащих соединений на поверхность шихты повысилось качество алмазной заготовки, уменьшилась ее пористость за счет образования алмазов в порах, который в этом случае выполнил функции специального заполнителя - кремния, используемого при осуществлении способа получения содержащих алмазные частицы заготовок (см. фиг.11). As a result of applying carbon-containing compounds to the surface of the charge, the quality of the diamond billet increased, its porosity decreased due to the formation of diamonds in the pores, which in this case performed the functions of a special filler - silicon used in the implementation of the method for producing billets containing diamond particles (see Fig. 11) .

Режимы обработки, составы шихты использовались такие же, как и приведенные в таблице 5 к примеру 18. Processing modes, the composition of the mixture used were the same as those shown in table 5 for example 18.

Пример 19. Example 19

Получали заготовку по любому из примеров 16, 17. Заготовку механически измельчали (дробили) до получения порошка, после чего полученный порошок просеивали через систему сит, выделяли фракции частиц порошка в диапазоне от 0,01 до 0,5 мм. При этом получали порошок, который может быть использован в тех же областях, что и получаемый по способу получения алмазных частиц: в качестве шлифовального и абразивного материала для получения высококачественных поверхностей деталей (см. фиг.17). A preform was obtained according to any one of examples 16, 17. The preform was mechanically ground (crushed) to obtain a powder, after which the resulting powder was sieved through a sieve system, fractions of powder particles in the range from 0.01 to 0.5 mm were isolated. In this case, a powder was obtained that can be used in the same areas as that obtained by the method of producing diamond particles: as a grinding and abrasive material to obtain high-quality surfaces of parts (see Fig. 17).

Пример 20. Example 20

Приготовляли шихту на основе нанодисперсных алмазов, подготовленную по любому из примеров 17, 18, 19. (Брали 40 мас.% порошка очищенных нанодисперсных алмазов и 60 мас.% порошка с графитом (углеродом) на поверхности, пример 17, или 50 мас.% к 50 мас.%, пример 18). Перемешивали в смесителе 2-3 часа. К шихте на основе нанодисперсных алмазов добавляли порошок алмазов статического синтеза с размером частиц 40-60 мкм в количестве 25 об.% от объема всей заготовки. Шихту перемешивали по примерам 17, 18, 19, прессовали заготовки. Заготовки помещали в аппарат высокого давления, проводили их спекание под давлением 4,0 ГПа и температуре 1200oС в течение 30 с.A mixture was prepared on the basis of nanodispersed diamonds prepared according to any one of examples 17, 18, 19. (We took 40 wt.% Powder of refined nanodispersed diamonds and 60 wt.% Powder with graphite (carbon) on the surface, example 17, or 50 wt.% to 50 wt.%, example 18). Stirred in the mixer for 2-3 hours. Static synthesis diamond powder with a particle size of 40-60 μm in the amount of 25 vol.% Of the total billet volume was added to the batch based on nanodispersed diamonds. The mixture was mixed according to examples 17, 18, 19, pressed blanks. The preforms were placed in a high-pressure apparatus; they were sintered at a pressure of 4.0 GPa and a temperature of 1200 ° C for 30 s.

Спеченная заготовка представляла собой поликристаллический спек, в котором крупные алмазные зерна связаны нанокристаллической связкой на основе нанодисперсных алмазов. При этом получили заготовки с параметрами качества такими же, как и в примере 19. The sintered billet was a polycrystalline cake in which large diamond grains are connected by a nanocrystalline bond based on nanodispersed diamonds. At the same time, we obtained blanks with quality parameters the same as in example 19.

Пример 21. Example 21

Выполняли подготовку и спекание шихты по примеру 20. В качестве наполнителя использовали смесь порошков алмаза и кубического нитрида бора в любом соотношении (от 1 до 100 мас.%) между ними. В результате получили материал, состоящий из частиц наполнителя и связывающей их нанокристаллической связкой при параметрах качества таких же, как и в примере 18. The mixture was prepared and sintered according to Example 20. As a filler, a mixture of powders of diamond and cubic boron nitride in any ratio (from 1 to 100 wt.%) Between them was used. As a result, a material was obtained consisting of filler particles and a nanocrystalline binder bonding them with quality parameters the same as in Example 18.

Пример 22. Example 22

Выполняли подготовку и спекание шихты по примеру 20 или 21. В качестве крупных алмазных частиц использовали частицы алмаза, полученные по примерам 1-11 с увеличенными (см. фиг.17) размерами частиц алмаза (от 1 до 500 мкм). В результате получили заготовку при параметрах качества материала таких же, как и в примере 18. The preparation and sintering of the mixture was carried out according to example 20 or 21. As large diamond particles, diamond particles obtained in examples 1-11 with enlarged (see Fig. 17) diamond particle sizes (from 1 to 500 μm) were used. As a result, a billet was obtained with material quality parameters the same as in Example 18.

Пример 23. Example 23

Подготавливали шихту, прессовали исходные заготовки по примерам 16-22. Над заготовкой размещали слой кремния. Обработку проводили при температуре 1400-1600oС, давление и время обработки устанавливали по примерам 16-22.The mixture was prepared, the initial blanks were pressed according to examples 16-22. A silicon layer was placed over the preform. The treatment was carried out at a temperature of 1400-1600 o C, the pressure and processing time was set according to examples 16-22.

В результате получали алмазную заготовку, пропитанную кремнием, которая обладала более высоким качеством при отсутствии пористости (см. фиг.11). The result was a diamond billet impregnated with silicon, which had a higher quality in the absence of porosity (see Fig.11).

Пример 24. Example 24

Готовили шихту по примерам 23 или 16-22. В шихту добавляли крупные частицы алмаза или кубического нитрида бора, или их смеси (как в примерах 20-23). Затем смесь перемешивали и прессовали заготовки. Над заготовкой размещали слой кремния. После спекания получали композиционый сверхтвердый материал, состоящий из нанокристаллической связки, пропитанной кремнием, и связанных этой связкой крупных порошков сверхтвердых материалов. The mixture was prepared according to examples 23 or 16-22. Large particles of diamond or cubic boron nitride, or a mixture thereof (as in examples 20-23) were added to the charge. Then the mixture was stirred and pressed blanks. A silicon layer was placed over the preform. After sintering, a composite superhard material was obtained consisting of a nanocrystalline binder impregnated with silicon and large powders of superhard materials bound by this binder.

Полученный материал обладает более высоким качеством вследствие отсутствия пористости и образования карбида кремния (SiC) по границам зерен (см. фиг.11). The resulting material has a higher quality due to the lack of porosity and the formation of silicon carbide (SiC) along the grain boundaries (see Fig. 11).

Пример 25. Example 25

Брали порошок нанодисперсных алмазов без графита (углерода) на поверхности или покрытый углеродом. Проводили графитизацию поверхности частиц порошка (по любому из примеров 2, 3, 6). В результате получали материал на основе нанодисперсных алмазов, покрытых графитом, размеры частиц которого выполнены нанометричными и изготовленны в виде порошка. We took powder of nanodispersed diamonds without graphite (carbon) on the surface or coated with carbon. Conducted graphitization of the surface of the powder particles (according to any one of examples 2, 3, 6). As a result, a material was obtained on the basis of nanodispersed diamonds coated with graphite, the particle sizes of which are made nanometric and made in the form of a powder.

В процессе выдержки материала при атмосферном, пониженном или повышенном относительно атмосферного давлении материал способен самопроизвольно коагулировать. В результате образуются более крупные алмазные частицы, по сравнению с исходными нанодисперсными алмазами. Форма частиц может быть шарообразной (см. фиг.12), в виде волокон (см. фиг.13), чешуек (см. фиг.14) либо округлой (см. фиг.15). In the process of holding the material at atmospheric, low or high relative to atmospheric pressure, the material is able to spontaneously coagulate. As a result, larger diamond particles are formed compared to the initial nanodispersed diamonds. The shape of the particles can be spherical (see Fig. 12), in the form of fibers (see Fig. 13), flakes (see Fig. 14), or round (see Fig. 15).

Материал может использоваться традиционно как антифрикционная добавка, как добавка в композиционные материалы на основе металлов, полимеров. The material can be used traditionally as an anti-friction additive, as an additive in composite materials based on metals, polymers.

Этот же материал может быть использован как компонент шихты для получения новых материалов: для изготовления алмазных заготовок и композиционных сверхтвердых материалов, для получения более крупных, по сравнению с частицами в исходном материале, алмазных частиц, а также для синтеза алмазных частиц традиционными методами. The same material can be used as a component of the mixture to produce new materials: for the manufacture of diamond billets and composite superhard materials, to obtain larger diamond particles compared to particles in the starting material, as well as for the synthesis of diamond particles by traditional methods.

Пример 26. Example 26

Брали порошок по примеру 17. Добавляли в него не менее 1 мас.% порошка очищенных нанодисперсных алмазов, перемешивали в смесителе 2-3 часа. Получили материал в виде порошка. Области использования такие же, как и в примере 25. Отличие данного материала проявляется в том, что наряду с частицами, описанными в примере 25, образуются частицы, обладающие огранкой (см. фиг. 16). При этом возрастает также количество и размер образующихся частиц по сравнению с материалом по примеру 28. The powder was taken according to example 17. At least 1 wt.% Powder of refined nanodispersed diamonds was added to it, mixed for 2-3 hours in a mixer. Received the material in the form of a powder. The areas of use are the same as in Example 25. The difference between this material is that, along with the particles described in Example 25, particles with faceting are formed (see Fig. 16). This also increases the number and size of the resulting particles in comparison with the material of example 28.

Материал по примерам 25 и 26 можно использовать для снижения времени синтеза и повышения выхода алмазных частиц с помощью традиционных методов. The material of examples 25 and 26 can be used to reduce the synthesis time and increase the yield of diamond particles using traditional methods.

Пример 27. Example 27

Брали порошок материала на основе нанодисперсных алмазов (по примеру 25 или 26), смешивали с металлом-катализатором (любой стандартный катализатор: Mn, Ni, Fe) в соотношении 50 мас.% к 50 мас.%. A powder of a material based on nanodispersed diamonds was taken (according to Example 25 or 26), mixed with a metal catalyst (any standard catalyst: Mn, Ni, Fe) in a ratio of 50 wt.% To 50 wt.%.

Шихту подвергали обработке высоким давлением и температурой по стандартной технологии [2]. В результате использования указанной шихты снизилось время обработки шихты для получения такого же, как и в приведенном источнике результата, при этом получили больший выход годного продукта. The mixture was subjected to high pressure and temperature treatment using standard technology [2]. As a result of using this mixture, the processing time of the mixture was reduced to obtain the same result as in the above source, and a greater yield was obtained.

Пример 28. Example 28

Использовали любой метод получения алмазных частиц по способу с увеличенными размерами частиц от 1 до 500 мкм (примеры 1-11). Применили полученный порошок при изготовлении по традиционной технологии [3] деталей обрабатывающего инструмента с использованием традиционных связующих материалов, например инструмента в виде таблеток на медно-оловянной связке для обработки оптики. В результате получили обрабатывающий инструмент на основе алмаза с соответствующими характеристиками. Used any method for producing diamond particles by a method with increased particle sizes from 1 to 500 microns (examples 1-11). The obtained powder was used in the manufacture of parts of a processing tool using traditional binders [3] using traditional binders, for example, a tool in the form of tablets on a copper-tin binder for processing optics. As a result, a diamond-based processing tool with corresponding characteristics was obtained.

Пример 29. Example 29

Проводили подготовку и спекание шихты по примерам 17, 18, 20, 21, 22, 23, 24, 25. Получали заготовки, которые можно использовать после механообработки в качестве вставки для режущего или формообразующего инструмента (для обработки керамики, сплавов цветных металлов, в качестве фильер, либо правящего инструмента). The preparation and sintering of the mixture were carried out according to examples 17, 18, 20, 21, 22, 23, 24, 25. Received blanks that can be used after machining as an insert for a cutting or forming tool (for processing ceramics, non-ferrous metal alloys, as die, or the ruling tool).

Таким образом, заявляемое изобретение по сравнению с известными техническими решениями позволяет получить следующие технические результаты. Thus, the claimed invention in comparison with the known technical solutions allows to obtain the following technical results.

1. Способ позволяет получать частицы от 1 до 500 мкм с моно- или поликристаллической структурой. Одновременно может идти образование волокон и чешуек с алмазной структурой. 1. The method allows to obtain particles from 1 to 500 microns with a single or polycrystalline structure. At the same time, the formation of fibers and flakes with a diamond structure can occur.

2. Частицы, синтезируемые по предлагаемому способу, могут быть нескольких типов: сферические, овальные, с огранкой, неправильной формы. 2. Particles synthesized by the proposed method can be of several types: spherical, oval, with faceting, irregular shape.

3. Количество несгораемых примесей в синтезируемых по предлагаемому изобретению частицах составляет не более 2 мас.%, поэтому алмазные частицы не имеют цвета и, как правило, прозрачны. 3. The amount of non-combustible impurities in the particles synthesized according to the invention is not more than 2 wt.%, Therefore, the diamond particles are colorless and, as a rule, transparent.

При реализации предлагаемого изобретения используют шихту следующего состава: нанодисперсный алмаз с нанесенным на поверхность его частиц графитом (углеродом) нанометричных размеров с добавкой очищенных нанодисперсных алмазов или без их добавки. Указанная шихта представляет собой материал, обладающий способностью к самопроизвольному алмазообразованию и укрупнению алмазных частиц в широком диапазоне давлений и температур, в том числе в нормальных условиях. When implementing the invention, a charge of the following composition is used: nanodispersed diamond with graphite (carbon) of nanometric size deposited on the surface of its particles with or without the addition of refined nanodispersed diamonds. The specified charge is a material with the ability to spontaneous diamond formation and enlargement of diamond particles in a wide range of pressures and temperatures, including under normal conditions.

Использование шихты в соответствии с заявленным способом позволяет получать алмазные частицы в указанном диапазоне (1-500 мкм), а также использовать ее для повышения выхода алмазов в традиционных технологиях получения синтетического алмаза. The use of the charge in accordance with the claimed method allows to obtain diamond particles in the specified range (1-500 microns), and also use it to increase the yield of diamonds in traditional technologies for producing synthetic diamond.

Способ получения алмазных частиц позволяет получить алмазы с размерами более 500 мкм с меньшими затратами и при более высокой производительности, чем известные способы получения синтетических алмазов таких размеров. The method of producing diamond particles allows to obtain diamonds with sizes greater than 500 microns with lower costs and at higher productivity than the known methods for producing synthetic diamonds of this size.

Основными преимуществами заявляемого изобретения при получении поликристаллов являются следующие. The main advantages of the claimed invention upon receipt of polycrystals are as follows.

1. Отсутствие необходимости использования связующих катализаторов, снижающих физические и механические свойства полученных заготовок. Связующим, которое используется по настоящему способу при изготовлении заготовок, является порошок нанодисперсного алмаза, покрытого графитом и/или углеродом, размеры частиц которых выполнены нанометричными. При этом в процессе термообработки происходит перекристаллизация неалмазного углерода в алмаз или алмазоподобный углерод, связывающий частицы нанодисперсного алмаза, а также происходит одновременное спекание получаемой заготовки при относительно низких давлениях, температурах и за небольшое время. 1. No need to use binder catalysts that reduce the physical and mechanical properties of the resulting workpieces. The binder that is used in the present method in the manufacture of preforms is a powder of nanodispersed diamond coated with graphite and / or carbon, the particle sizes of which are made nanometric. At the same time, in the heat treatment process, non-diamond carbon is recrystallized into diamond or diamond-like carbon, which binds nanodispersed diamond particles, and sintering of the resulting workpiece occurs at relatively low pressures, temperatures, and in a short time.

2. В процессе термообработки формируется материал, обладающий высокодисперсной (размер кристаллов 10-1000 нм) структурой, микротвердостью не ниже 60 ГПа и количеством несгораемых примесей не более 2 мас.%, что позволяет использовать его в качестве режущих и/или формообразующих вставок и производить высокоэффективную обработку трудно обрабатываемых материалов, в том числе керамики, сплавов цветных металлов. 2. During the heat treatment, a material is formed that has a highly dispersed (crystal size 10-1000 nm) structure, a microhardness of at least 60 GPa and an amount of non-combustible impurities of not more than 2 wt.%, Which allows it to be used as cutting and / or forming inserts and to produce highly efficient processing of difficultly processed materials, including ceramics, non-ferrous metal alloys.

Использование шихты на основе нанодисперсных алмазов позволяет спекать материал, содержащий крупные порошки сверхтвердых материалов при более низких режимах спекания по сравнению с традиционными режимами. The use of a mixture based on nanodispersed diamonds allows sintering of a material containing large powders of superhard materials at lower sintering conditions compared to traditional modes.

4. Материал на основе нанодисперсных алмазов выступает как связующее в виде нанокристалличской связки для крупных порошков сверхтвердых материалов, в частности алмазных, и повышает свойства заготовок, полученных на основе этих порошков. 4. A material based on nanodispersed diamonds acts as a binder in the form of a nanocrystalline binder for large powders of superhard materials, in particular diamond, and improves the properties of preforms obtained on the basis of these powders.

5. Использование заявляемой шихты на основе нанодисперсных алмазов позволяет проводить пропитку расплавом кремния в процессе спекания, что повышает характеристики получаемых материалов, в том числе с добавками крупнозернистых порошков сверхтвердых материалов. 5. The use of the inventive charge based on nanodispersed diamonds allows melt impregnation of silicon during sintering, which increases the characteristics of the materials obtained, including with the addition of coarse-grained powders of superhard materials.

6. Возможность получения алмазных порошков с заданными размерами частиц путем дробления получаемых заготовок на основе нанодисперсных алмазов. 6. The ability to obtain diamond powders with specified particle sizes by crushing the resulting workpieces based on nanodispersed diamonds.

Кроме того, преимуществами заявляемого изобретения по сравнению с известными техническими решениями являются следующие. In addition, the advantages of the claimed invention in comparison with the known technical solutions are as follows.

1. Изобретение позволяет отказаться от использования высоких давлений и температур при синтезе сверхтвердых материалов. В общем случае движущей силой, вызывающей переход слоистых модификаций в плотные и рост частиц плотной модификации углерода (нитрида бора), является стремление системы, находящейся в неравновесном дисперсном состоянии, к минимизации свободной энергии. При этом шихту можно подвергать воздействию относительно невысоких давлений и температур для повышения выхода и размеров синтезируемых частиц и сокращения времени процесса. В то же время по существующим традиционным представлениям для синтеза сверхтвердых материалов из "рыхлых" модификаций принципиально необходимы высокие давления, температуры и металлы-катализаторы, растворяющие исходное сырье и снижающие параметры синтеза. По заявляемому изобретению для синтеза используют исходный материал в высокодисперсном "активном" состоянии, поэтому отпадает необходимость в применении металлов-катализаторов, что в принципе не исключает их использования. 1. The invention allows to abandon the use of high pressures and temperatures in the synthesis of superhard materials. In the general case, the driving force causing the transition of layered modifications to dense ones and the growth of particles of dense carbon modification (boron nitride) is the tendency of a system in a nonequilibrium dispersed state to minimize free energy. In this case, the charge can be subjected to relatively low pressures and temperatures to increase the yield and size of the synthesized particles and reduce the process time. At the same time, according to existing traditional concepts, the synthesis of superhard materials from "loose" modifications essentially requires high pressures, temperatures and catalyst metals, which dissolve the feedstock and reduce the synthesis parameters. According to the claimed invention, the starting material is used for the synthesis in a finely dispersed "active" state, therefore, there is no need to use metal catalysts, which, in principle, does not exclude their use.

2. Изобретение позволяет наряду с очищенными порошками нанодисперсных алмазов использовать и неочищенные, что снижает себестоимость конечного продукта. 2. The invention allows, along with refined powders of nanodispersed diamonds, to use unrefined, which reduces the cost of the final product.

3. Нет необходимости в применении сложной технологической оснастки. 3. There is no need to use complex technological equipment.

4. Отсутствует необходимость в химической очистке порошков, полученных по предлагаемому способу. 4. There is no need for chemical cleaning of powders obtained by the proposed method.

5. Невысокие энергозатраты. 5. Low energy consumption.

6. Экологическая чистота. 6. Ecological cleanliness.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ, ПРИНЯТЫЕ ВО ВНИМАНИЕ ПРИ ЭКСПЕРТИЗЕ
1. Курдюмов А. В. и др. Структурные особенности нанодисперсных алмазов динамического синтеза, журнал "Сверхтвердые материалы", 4 (114), 1998, Киев, HAH Украины, Институт сверхтвердых материалов, стр.23-29.
SOURCES OF INFORMATION TAKEN INTO ACCOUNT AT EXAMINATION
1. Kurdyumov A.V. et al. Structural Features of Nanodispersed Diamonds of Dynamic Synthesis, Journal of Superhard Materials, 4 (114), 1998, Kiev, HAH of Ukraine, Institute of Superhard Materials, pp. 23-29.

2. Федосеев Д.В. и др. Кристаллизация алмаза. М.: Наука, 1984. 2. Fedoseev D.V. et al. Crystallization of diamond. M .: Nauka, 1984.

3. Синтетические сверхтвердые материалы: В 3-х т. Синтез сверхтвердых материалов. Редкол. : Новиков Н.В. (отв. ред.) и др. - Киев: Наукова думка, 1986. 3. Synthetic superhard materials: In 3 tons. Synthesis of superhard materials. Redkol. : Novikov N.V. (ed.) and others. - Kiev: Naukova Dumka, 1986.

4. Даниленко В.В. Динамический синтез алмаза. Доклад на семинаре по новым материалам и их применению в машиностроении. Объединенные нации. Экономическая комиссия для Европы. Киев (Украина), 13-16 октября 1992 г. 4. Danilenko VV Dynamic synthesis of diamond. Report at the seminar on new materials and their application in mechanical engineering. United Nations. Economic Commission for Europe. Kiev (Ukraine), October 13-16, 1992

5. Патент РФ 2050319, МПК6 С 01 В 31/06, опубл. 20.12.95, бюлл. 35.5. RF patent 2050319, IPC 6 C 01 B 31/06, publ. 12/20/95, bull. 35.

6. Синтез термостойких поликристаллов алмаза. Мазуренко А.М., Ракицкий Э. В. , Ракицкая Л. И. Сборник научн. докл. "Техника и технологии высоких давлений". - Минск: Ураджай, 1990, с.184-188. 6. Synthesis of heat-resistant polycrystals of diamond. Mazurenko A.M., Rakitsky E.V., Rakitskaya L.I. Collection of scientific. doc. "Technique and technology of high pressure." - Minsk: Urajay, 1990, p. 188-188.

7. Патент РФ 2137242. МПК6 Н 01 J, 1/14, 1/30, 10.09.1999 (прототип).7. RF patent 2137242. IPC 6 H 01 J, 1/14, 1/30, 09/10/1999 (prototype).

8. SU 1655080, МПК6 С 01 В 31/06, 10.09, 1995 (прототип).8. SU 1655080, IPC 6 C 01 B 31/06, 10.09, 1995 (prototype).

9. Патентная заявка в РБ на изобретение 970528, МПК6 B 23 F 3/00, С 01 В 31/06, опубл. 30.12.98, бюлл. 4.9. Patent application in the Republic of Belarus for invention 970528, IPC 6 B 23 F 3/00, C 01 B 31/06, publ. 12/30/98, bull. 4.

10. Патент РФ 2131805, МПК6 B 24 D 3/16, опубл. 20.06.99, бюлл. 17 (прототип).10. RF patent 2131805, IPC 6 B 24 D 3/16, publ. 06/20/99, bull. 17 (prototype).

Claims (10)

1. Способ получения алмазных частиц, преимущественно для изготовления алмазосодержащего материала, при котором частицы нанодисперсных алмазов подвергают воздействию заданных давлений и температур, отличающийся тем, что на поверхность частиц алмаза наносят частицы графита или углерода нанометричных размеров.1. A method of producing diamond particles, mainly for the manufacture of diamond-containing material, in which particles of nanodispersed diamonds are subjected to predetermined pressures and temperatures, characterized in that particles of graphite or carbon of nanometric sizes are applied to the surface of diamond particles. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что частицы графита наносят на поверхность частиц алмаза путем термической обработки очищенного порошка нанодисперсных алмазов, с графитизацией их поверхностного слоя, нагревая их в вакууме при температуре от 1000 до 1500°С.2. The method according to claim 1, characterized in that the particles of graphite are applied to the surface of the diamond particles by heat treatment of the purified powder of nanodispersed diamonds, with the graphitization of their surface layer, heating them in vacuum at a temperature of from 1000 to 1500 ° C. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что графит наносят на поверхность частиц алмаза путем термической обработки неочищенного порошка нанодисперсных алмазов с графитизацией углерода, находящегося на поверхности частиц алмаза, путем нагревания в среде инертного газа или вакууме при температуре от 1200 до 1500°C.3. The method according to claim 1, characterized in that graphite is applied to the surface of diamond particles by heat treatment of a crude powder of nanodispersed diamonds with graphitization of carbon located on the surface of diamond particles by heating in an inert gas or vacuum at a temperature of from 1200 to 1500 ° C. 4. Способ по п.2 или 3, отличающийся тем, что слой графита увеличивают, осаждая дополнительно углерод на поверхность полученных частиц из углеродсодержащего газа, путем охлаждения этих частиц до температуры ниже 300°С и подачи в реакционный объем углеродсодержащего газа, нагреваемого до температуры от 300 до 1000°С.4. The method according to claim 2 or 3, characterized in that the graphite layer is increased by additionally depositing carbon on the surface of the obtained particles from carbon-containing gas by cooling these particles to a temperature below 300 ° C and feeding carbon-containing gas heated to a temperature into the reaction volume from 300 to 1000 ° C. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что поверхность исходных частиц алмаза смачивают углеродсодержащей жидкостью или осаждают на поверхность этих частиц углеродсодержащие группы из углеродсодержащего газа, нагревая газ до температуры от 300 до 1000°С и поддерживая температуру частиц алмаза не более 300°С.5. The method according to claim 1, characterized in that the surface of the initial diamond particles is moistened with a carbon-containing liquid or carbon-containing groups of carbon-containing gas are deposited on the surface of these particles, heating the gas to a temperature of 300 to 1000 ° C and maintaining the temperature of the diamond particles not more than 300 ° FROM. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что смешивают частицы очищенных нанодисперсных алмазов с частицами графита нанометричных размеров, а обработку полученной шихты осуществляют при давлении от 0,133×10-10 до 2,0 ГПа и температуре от 20 до 1200°С с выдержкой от 30 с до 6 ч.6. The method according to claim 1, characterized in that the particles of refined nanodispersed diamonds are mixed with particles of graphite of nanometric sizes, and the processing of the resulting mixture is carried out at a pressure of from 0.133 × 10 -10 to 2.0 GPa and a temperature of from 20 to 1200 ° C shutter speed from 30 s to 6 hours 7. Способ по п.6, отличающийся тем, что в шихту добавляют частицы графита или графитоподобного нитрида бора с размерами не более 1 мкм в количестве от 10 до 50 мас.% или аморфного бора с размерами частиц не более 1 мкм в количестве до 10 мас.%, а также углеродсодержащую жидкость в количестве от 10 до 100 об.% от объема полученной шихты.7. The method according to claim 6, characterized in that particles of graphite or graphite-like boron nitride with a size of not more than 1 μm in an amount of from 10 to 50 wt.% Or amorphous boron with a particle size of not more than 1 μm in an amount of up to 10 are added to the charge wt.%, as well as a carbon-containing liquid in an amount of from 10 to 100 vol.% of the volume of the obtained mixture. 8. Способ получения алмазных кристаллов, при котором обрабатывают частицы алмаза воздействием давления и температуры в среде, содержащей углерод, отличающийся тем, что в качестве частиц алмаза используют нанодисперсные алмазы, при этом на поверхность этих частиц наносят графит или углерод, размеры частиц которых выполнены нанометричными, а после получения конечного продукта последний классифицируют, отделяя алмазные кристаллы.8. A method for producing diamond crystals, in which diamond particles are treated by pressure and temperature in a carbon-containing medium, characterized in that nanodispersed diamonds are used as diamond particles, while graphite or carbon, the particle sizes of which are nanometric, are applied to the surface of these particles. , and after receiving the final product, the latter is classified by separating diamond crystals. 9. Способ получения заготовок, содержащих алмазные частицы, при котором формируют из шихты заготовки, размещают заготовки в контейнере и спекают их при повышенном давлении при нагревании, отличающийся тем, что в качестве шихты используют порошок нанодисперсных алмазов с размерами кристаллитов от 2 до 10 нм и порошок нанодисперсных алмазов, на поверхность частиц которого нанесен графит или углерод, полученную шихту спекают при давлении от 2,5 до 4,0 ГПа и температуре от 800 до 1200°С с выдержкой от 10 до 60 с, при соотношении составных частей, мас.%:9. A method of producing preforms containing diamond particles, in which preforms are formed from a charge, the preforms are placed in a container and sintered at elevated pressure when heated, characterized in that nanodispersed diamond powder with crystallite sizes from 2 to 10 nm is used as a charge; powder of nanodispersed diamonds, on the surface of the particles of which graphite or carbon is deposited, the resulting mixture is sintered at a pressure of 2.5 to 4.0 GPa and a temperature of 800 to 1200 ° C with a holding time of 10 to 60 s, with a ratio of components, wt. %: Порошок нанодисперсных алмазов с размерами кристаллитов от 2 до 10 нм 10 - 50Nanodispersed diamond powder with crystallite sizes from 2 to 10 nm 10 - 50 Порошок нанодисперсных алмазов, на поверхность частиц которого нанесен графит или углерод ОстальноеNanodispersed diamond powder with graphite or carbon deposited on its surface 10. Способ по п.10, отличающийся тем, что над заготовкой размещают дополнительный слой кремния, а обработку ведут при температуре от 1400 до 1600°С.10. The method according to claim 10, characterized in that an additional layer of silicon is placed above the preform, and the treatment is carried out at a temperature of from 1400 to 1600 ° C.
RU2001128642/15A 2000-11-01 2001-10-24 Method of preparing diamond particles, method of preparing diamond crystals, and method of preparing blanks containing diamond particles RU2223220C2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BY20000996 2000-11-01
BYA20000996 2000-11-01

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2001128642A RU2001128642A (en) 2003-09-27
RU2223220C2 true RU2223220C2 (en) 2004-02-10

Family

ID=32111414

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001128642/15A RU2223220C2 (en) 2000-11-01 2001-10-24 Method of preparing diamond particles, method of preparing diamond crystals, and method of preparing blanks containing diamond particles

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2223220C2 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7585360B2 (en) 2001-08-30 2009-09-08 Tadamasa Fujimura Stable aqueous suspension liquid of finely divided diamond particles, metallic film containing diamond particles and method of producing the same
RU2515663C2 (en) * 2008-05-16 2014-05-20 Элемент Сикс (Продакшн) (Пти) Лтд Composite material based on boron carbide
WO2015038031A1 (en) * 2013-09-12 2015-03-19 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук Method for producing crystalline diamond particles
RU2547485C1 (en) * 2013-10-01 2015-04-10 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Технологический институт сверхтвердых и новых углеродных материалов" (ФГБНУ ТИСНУМ) Method of producing super hard composite material
RU2556673C1 (en) * 2014-04-29 2015-07-10 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Технологический институт сверхтвердых и новых углеродных материалов" (ФГБНУ ТИСНУМ) Method of obtaining carbon-based composite material and composite material
RU2697455C2 (en) * 2015-07-01 2019-08-14 Кабусики Кайся Кобе Сейко Се (Кобе Стил, Лтд.) Coated particles
RU2732258C1 (en) * 2019-12-19 2020-09-14 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт конструкционных материалов "Прометей" имени И.В. Горынина Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" (НИЦ "Курчатовский институт" - ЦНИИ КМ "Прометей") Method of producing composite material

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7585360B2 (en) 2001-08-30 2009-09-08 Tadamasa Fujimura Stable aqueous suspension liquid of finely divided diamond particles, metallic film containing diamond particles and method of producing the same
US7927390B2 (en) 2001-08-30 2011-04-19 Tadamasa Fujimura Stable aqueous suspension liquid of finely divided diamond particles, metallic film containing diamond particles and method of producing the same
US8172916B2 (en) 2001-08-30 2012-05-08 Tadamasa Fujimura Stable aqueous suspension liquid of finely divided diamond particles, metallic film containing diamond particles and method of producing the same
RU2515663C2 (en) * 2008-05-16 2014-05-20 Элемент Сикс (Продакшн) (Пти) Лтд Composite material based on boron carbide
WO2015038031A1 (en) * 2013-09-12 2015-03-19 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук Method for producing crystalline diamond particles
RU2576055C2 (en) * 2013-09-12 2016-02-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук Method of production of crystalline diamond particles
RU2547485C1 (en) * 2013-10-01 2015-04-10 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Технологический институт сверхтвердых и новых углеродных материалов" (ФГБНУ ТИСНУМ) Method of producing super hard composite material
RU2556673C1 (en) * 2014-04-29 2015-07-10 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Технологический институт сверхтвердых и новых углеродных материалов" (ФГБНУ ТИСНУМ) Method of obtaining carbon-based composite material and composite material
RU2697455C2 (en) * 2015-07-01 2019-08-14 Кабусики Кайся Кобе Сейко Се (Кобе Стил, Лтд.) Coated particles
RU2732258C1 (en) * 2019-12-19 2020-09-14 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт конструкционных материалов "Прометей" имени И.В. Горынина Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" (НИЦ "Курчатовский институт" - ЦНИИ КМ "Прометей") Method of producing composite material

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100503541B1 (en) Sintering process for diamond and diamond growth
US6179886B1 (en) Method for producing abrasive grains and the composite abrasive grains produced by same
KR101441153B1 (en) Abrasive compacts with improved machinability
JP2011520031A (en) Super hard reinforced cemented carbide
JPH07242466A (en) Production of polycrystalline cubic boron nitride
CN1471567A (en) Polycrystalline abrasive grit
JP6871173B2 (en) Fragile ceramic bonded diamond composite particles and their manufacturing method
JP7188726B2 (en) Diamond-based composite material using boron-based binder, method for producing the same, and tool element using the same
CN110342943B (en) Method for synthesizing binderless polycrystalline boron nitride block under industrial pressure and application thereof
JP3902404B2 (en) Abrasive grain production method and abrasive grain produced by this method
JPH0579735B2 (en)
JP6281955B2 (en) Functionalization of cubic boron nitride and manufacturing method thereof
RU2223220C2 (en) Method of preparing diamond particles, method of preparing diamond crystals, and method of preparing blanks containing diamond particles
JPS62274034A (en) Manufacture of polycrystalline diamond sintered compact by reaction sintering
TWI632024B (en) Single crystal cbn featuring micro-fracturing during grinding
GB2058840A (en) Production of polycrystalline cubic boron nitride
JP7473149B2 (en) High-hardness diamond-based block tool material and its manufacturing method
JP7425872B2 (en) Polycrystalline diamond with iron-containing binder
RU2525005C2 (en) Method of producing polycrystalline composite material
JPS5957905A (en) Production of cubic boron nitride
RU2653393C1 (en) Composite with metallic matrix and reinforcement titanium carbide nanoparticles and method for manufacturing thereof
KR102111284B1 (en) Unique cubic boron nitride crystals and method of manufacturing them
Novikov et al. Promising superhard materials and efficient technologies of their production
EA030654B1 (en) Method for production of a diamond-based superhard polycrystalline material
JPS63121631A (en) Production of sintered body for microworking tool for precision small parts

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20061025