RU2421395C1 - Способ получения нитрида алюминия - Google Patents
Способ получения нитрида алюминия Download PDFInfo
- Publication number
- RU2421395C1 RU2421395C1 RU2009147541/05A RU2009147541A RU2421395C1 RU 2421395 C1 RU2421395 C1 RU 2421395C1 RU 2009147541/05 A RU2009147541/05 A RU 2009147541/05A RU 2009147541 A RU2009147541 A RU 2009147541A RU 2421395 C1 RU2421395 C1 RU 2421395C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- magnetic field
- aluminium nitride
- aluminum nitride
- burning
- nanopowder
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 17
- 229910017083 AlN Inorganic materials 0.000 title abstract 4
- PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N Aluminum nitride Chemical compound [Al]#N PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000011858 nanopowder Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims abstract description 9
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 17
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000011214 refractory ceramic Substances 0.000 abstract description 2
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 abstract 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 229910001120 nichrome Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 239000012255 powdered metal Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000009281 ultraviolet germicidal irradiation Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
Изобретение относится к технологии получения нитрида алюминия и предназначено для использования в технологии тугоплавких керамических изделий. Нитрид алюминия получают путем сжигания нанопорошка алюминия в воздухе, причем в процессе сжигания на него действуют постоянным магнитным полем с индукцией 0,30-0,40 Тл. Технический результат изобретения заключается в повышении выхода (до 83 мас.%) нитрида алюминия в продуктах сгорания. 2 табл.
Description
Изобретение относится к способам получения нитридов сжиганием в воздухе порошкообразных металлов и предназначено для технологии тугоплавких керамических изделий, в частности, с повышенной теплопроводностью и с высокими диэлектрическими свойствами.
Известен способ получения нитрида алюминия (Патент РФ №2154019, МПК6 C01B 21/072, опубликован 10.08.2000 г.). Согласно этому способу нитрид алюминия получают путем сжигания ультрадисперсного порошка алюминия в воздухе. При этом ультрадисперсный порошок алюминия сжигают в замкнутом объеме при исходном соотношении ультрадисперсного нанопорошка алюминия к воздуху от 1,0:2,20 до 1,80:1,0 мас.ч.
К недостаткам этого способа относятся низкое содержание нитрида алюминия в продуктах сгорания, не превышающее 74,0 мас.%.
Наиболее близким по технической сущности является способ получения нитрида алюминия, выбранный нами за прототип (Патент РФ №2247694, МПК7 C01B 21/072, опубликован 10.03.2005 г.), согласно которому в момент горения нанопорошка алюминия на него воздействуют ультрафиолетовым излучением мощностью не менее 1,6·10-2 Вт/см2.
Недостатки данного способа - это низкое содержание нитрида алюминия в продуктах сгорания, не превышающее 80,9 мас.%, и высокие энергозатраты, обусловленные применением источника ультрафиолетового излучения мощностью не менее 1,6·10-2 Вт/см2.
Основной технический результат предложенного нами технического решения - увеличение выхода нитрида алюминия. Содержание нитрида алюминия в продуктах сгорания при таком способе сжигания достигает 83 мас.%. Кроме того, согласно предложенному способу не требуются дополнительные источники энергии.
Поставленная техническая задача достигается тем, что в способе получения нитрида алюминия путем сжигания ультрадисперсного порошка алюминия в воздухе согласно предложенному решению процесс сжигания осуществляют в постоянном магнитном поле с индукцией 0,30-0,40 Тл.
Пример
Для определения влияния магнитного поля на выход нитрида алюминия были приготовлены 2 серии навесок нанопорошка алюминия: 1,5; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0 г. С увеличением массы навески увеличивается температура горения: условия рассеяния тепла становятся менее оптимальными. Для сжигания использовали алундовый тигель объемом 20 см2. Каждая серия дублировалась 3 раза для повышения точности измерений. Навеску помещали в алундовый тигель, который располагали на подложке из алюминия толщиной 5 мм, и инициировали процесс горения с помощью нихромовой спирали, через которую пропускали электрический ток. После сгорания нанопорошка и его охлаждения естественным путем образец измельчали и подвергали рентгенофазовому анализу (дифрактометр ДРОН 3.0). Вторую серию образцов сжигали в этом же тигле, располагая его между полюсами постоянного магнита с индукцией 0,40 Тл. Образцы нанопорошка, сгоревшего в магнитном поле, также измельчали и подвергали рентгенофазовому анализу. Результаты измерений содержания AlN с помощью РФА для образцов, сожженных вне поля и в поле постоянного магнита, приведены в таблице 1.
Согласно полученным результатам (таблица 1) с увеличением массы навески для обеих серий образцов наблюдается увеличение содержания нитрида алюминия, но при сжигании в магнитном поле для навесок 4,0 г нанопорошка алюминия и более его содержание превышает на 2-3 мас.% содержание нитрида алюминия при сжигании без магнитного поля при УФ-облучении. Оптимальным является диапазон навесок нанопорошка алюминия от 4,0 г и более, а при меньших навесках различие в содержании нитрида алюминия при сжигании в магнитном поле и без него практически одинаково. При увеличении межполюсного объема (наличии магнита большего размера) масса навесок может составлять десятки и сотни граммов.
Для определения максимального выхода нитрида алюминия от величины индукции магнитного поля использовали электромагнит с изменяемой силой тока в его обмотках. Результаты определения выхода нитрида алюминия после сжигания нанопорошка алюминия в магнитном поле приведены в таблице 2.
Согласно полученным результатам с ростом индукции магнитного поля наблюдается увеличение выхода нитрида алюминия, но превышение выхода в сравнении с прототипом происходит при сгорании в магнитном поле с индукцией 0,30 Тл, а при индукции магнитного поля более 0,40 Тл рост выхода AlN прекращается. Таким образом, оптимальным является диапазон величин индукции магнитного поля от 0,30 до 0,40 Тл.
| Таблица 1. | ||||
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НИТРИДА АЛЮМИНИЯ | ||||
| № | Масса навески исходного нанопорошка Al, г | Содержание A1N в продуктах сгорания | Примечание | |
| без магнитного поля, УФ-облучение 2·10-3 Вт/см2, мас.% | в магнитном поле, мас.% | |||
| 1 | 1,5 | 78,4 | 73,9 | |
| 2 | 2,0 | 80,3 | 78,5 | |
| 3 | 3,0 | 80,9 | 82,8 | |
| 4 | 4,0 | 81,0 | 82,9 | Заявляемый способ |
| 5 | 5,0 | 81,0 | 83,0 | Заявляемый способ |
| 6 | 6,0 | 81,0 | 83,0 | Заявляемый способ |
| Таблица 2. | ||||
| № | Масса навески исходного нанопорошка Al, г | Индукция магнитного поля, Тл | Выход AlN, мас.% | Примечание |
| 1 | 5,0 | 0,20 | 79,2 | |
| 2 | 5,0 | 0,25 | 79,6 | |
| 3 | 5,0 | 0,30 | 82,9 | Заявляемый способ |
| 4 | 5,0 | 0,35 | 82,9 | Заявляемый способ |
| 5 | 5,0 | 0,40 | 83,0 | Заявляемый способ |
| 6 | 5,0 | 0,45 | 83,0 | |
Claims (1)
- Способ получения нитрида алюминия путем сжигания нанопорошка алюминия в воздухе, отличающийся тем, что в процессе сжигания на него действуют постоянным магнитным полем с индукцией 0,30-0,40 Тл.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009147541/05A RU2421395C1 (ru) | 2009-12-21 | 2009-12-21 | Способ получения нитрида алюминия |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009147541/05A RU2421395C1 (ru) | 2009-12-21 | 2009-12-21 | Способ получения нитрида алюминия |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2421395C1 true RU2421395C1 (ru) | 2011-06-20 |
Family
ID=44737959
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009147541/05A RU2421395C1 (ru) | 2009-12-21 | 2009-12-21 | Способ получения нитрида алюминия |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2421395C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2551513C1 (ru) * | 2014-05-12 | 2015-05-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Способ получения нитрида алюминия |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2154019C1 (ru) * | 1999-05-26 | 2000-08-10 | Научно-исследовательский институт высоких напряжений при Томском политехническом университете | Способ получения нитрида алюминия |
| RU2247694C1 (ru) * | 2003-06-05 | 2005-03-10 | Государственное научное учреждение "Научно-исследовательский институт высоких напряжений при Томском политехническом университете Министерства образования Российской Федерации" | Способ получения нитрида алюминия |
-
2009
- 2009-12-21 RU RU2009147541/05A patent/RU2421395C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2154019C1 (ru) * | 1999-05-26 | 2000-08-10 | Научно-исследовательский институт высоких напряжений при Томском политехническом университете | Способ получения нитрида алюминия |
| RU2247694C1 (ru) * | 2003-06-05 | 2005-03-10 | Государственное научное учреждение "Научно-исследовательский институт высоких напряжений при Томском политехническом университете Министерства образования Российской Федерации" | Способ получения нитрида алюминия |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2551513C1 (ru) * | 2014-05-12 | 2015-05-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Способ получения нитрида алюминия |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Luo et al. | Ultrafast high-temperature sintering of silicon nitride: A comparison with the state-of-the-art techniques | |
| Nakagawa et al. | Thermal emission properties of Al2O3/Er3Al5O12 eutectic ceramics | |
| Sadia et al. | Silicon-rich higher manganese silicides for thermoelectric applications | |
| CN106866154B (zh) | 氮化硅陶瓷的制备方法 | |
| Bai et al. | Fabrication of highly dense Al2O3 ceramics | |
| CN110386595A (zh) | 高熵稀土磷酸盐粉体及其制备方法 | |
| Tan et al. | Effects of Cobalt Substitution for Fe on the Thermoelectric Properties of p-Type CeFe 4− x Co x Sb 12 Skutterudites | |
| RU2421395C1 (ru) | Способ получения нитрида алюминия | |
| Zolotarjovs et al. | Thermostimulated luminescence of plasma electrolytic oxidation coatings on 6082 aluminium surface | |
| KR20190001568A (ko) | 질화규소 소결체의 제조 방법, 질화규소 소결체 및 이를 이용한 방열 기판 | |
| Du et al. | Emission in Gd 6 O 5 F 8: Yb 3+, Er 3+ micro-particles for multimodal luminescence and temperature sensing upon 980 nm excitation | |
| Liu et al. | Facile synthesis of Ca-α-SiAlON: Eu 2+ phosphor by the microwave sintering method and its photoluminescence properties | |
| Hsieh et al. | Microwave sintering of AlN powder synthesized by a SHS method | |
| Saeki et al. | Crystal growth of V6O13 | |
| Mun et al. | Thermal and optical properties of Yb-doped Lu 2 O 3 single crystal grown by the micro-pulling-down method | |
| CN106747474B (zh) | 高热导率氮化硅陶瓷的制备方法 | |
| Wang et al. | Effect of starting PMMA content on microstructure and properties of gel casting BN/Si 3 N 4 ceramics with spherical-shaped pore structures | |
| CN108198934A (zh) | 一种复合热电材料及其制备方法 | |
| Kiryakov et al. | Microstructure of luminescent MgAl2O4 nanoceramics | |
| RU2647048C1 (ru) | Способ формирования оксидных покрытий на изделиях из циркониевых сплавов | |
| Wang et al. | Preheating-assisted combustion synthesis of β-Si3N4 powders at low N2 pressure | |
| RU2424085C1 (ru) | Способ получения газопоглотителя из порошка титана | |
| Shi et al. | Red-emitting AlN: Mn 2+ phosphors prepared by combustion synthesis | |
| RU2551513C1 (ru) | Способ получения нитрида алюминия | |
| Zhong et al. | Facile preparation and fluorescence enhancement of yolk-like Ag@ Y 2 O 3: Yb 3+, Tm 3+ hollow structured composite |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20111222 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20130527 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20141222 |