SE451579B - Forfarande for framstellning av kubisk bornitrid samt bornitridkatalysator att anvendas vid framstellningen - Google Patents

Forfarande for framstellning av kubisk bornitrid samt bornitridkatalysator att anvendas vid framstellningen

Info

Publication number
SE451579B
SE451579B SE8206374A SE8206374A SE451579B SE 451579 B SE451579 B SE 451579B SE 8206374 A SE8206374 A SE 8206374A SE 8206374 A SE8206374 A SE 8206374A SE 451579 B SE451579 B SE 451579B
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
boron nitride
nitride
catalyst
metallic
powder
Prior art date
Application number
SE8206374A
Other languages
English (en)
Other versions
SE8206374L (sv
SE8206374D0 (sv
Inventor
E Iizuka
Original Assignee
Showa Denko Kk
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 Showa Denko Kk filed Critical Showa Denko Kk
Publication of SE8206374D0 publication Critical patent/SE8206374D0/sv
Publication of SE8206374L publication Critical patent/SE8206374L/sv
Publication of SE451579B publication Critical patent/SE451579B/sv

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B35/00Boron; Compounds thereof
    • C01B35/08Compounds containing boron and nitrogen, phosphorus, oxygen, sulfur, selenium or tellurium
    • C01B35/14Compounds containing boron and nitrogen, phosphorus, sulfur, selenium or tellurium
    • C01B35/146Compounds containing boron and nitrogen, e.g. borazoles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J3/00Processes of utilising sub-atmospheric or super-atmospheric pressure to effect chemical or physical change of matter; Apparatus therefor
    • B01J3/06Processes using ultra-high pressure, e.g. for the formation of diamonds; Apparatus therefor, e.g. moulds or dies
    • B01J3/062Processes using ultra-high pressure, e.g. for the formation of diamonds; Apparatus therefor, e.g. moulds or dies characterised by the composition of the materials to be processed
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/515Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
    • C04B35/58Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides
    • C04B35/583Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on boron nitride
    • C04B35/5831Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on boron nitride based on cubic boron nitrides or Wurtzitic boron nitrides, including crystal structure transformation of powder
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2203/00Processes utilising sub- or super atmospheric pressure
    • B01J2203/06High pressure synthesis
    • B01J2203/0605Composition of the material to be processed
    • B01J2203/0645Boronitrides
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2203/00Processes utilising sub- or super atmospheric pressure
    • B01J2203/06High pressure synthesis
    • B01J2203/065Composition of the material produced
    • B01J2203/066Boronitrides
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2203/00Processes utilising sub- or super atmospheric pressure
    • B01J2203/06High pressure synthesis
    • B01J2203/0675Structural or physico-chemical features of the materials processed
    • B01J2203/068Crystal growth

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)

Description

40 451 579 Z framställning av kubisk bornitrid med användande av ovan nämnda nitrid (binär förening) eller en bornitridförening av ternär typ som katalysator är det svårt att erhålla kubisk bornitrid med hög mekanisk hållfasthet och goda egenskaper med avseende på kornform. Enligt det konventionella förfarandet med utnyttjande av en känd katalysator kan nämligen de önskade mekaniska hållfastheterna och de önskade egenskaperna med avseende på kornform erhållas endast om beredningsbetingelserna kontrolleras mycket precist.
Uppfinnaren har gjort undersökningar med avseende på att kunna förbättra den mekaniska hâllfastheten och egenskaperna avseende kornform för kubisk bornitrid med utnyttjande av en katalysator som skiljer sig från kända kata- lysatorer, vilka hittills använts inom tekniken. Som ett resultat härav kan en ny förening beredas och man har funnit att denna nya förening är värdefull som katalysator för syntes av kubisk bornitrid och då denna nya substans utnyttjas som katalysator kan en kubisk bornitrid, vilken är vida överlägsen i mekanisk hållfasthet och egenskaper beträffande kornform jämfört med produkter som erhålles enligt konventionella förfaranden, erhållas.
Ett ändamål med föreliggande uppfinning är således att tillhandahålla ett förfarande för framställning av den nya typen av bornitridförening. Ännu ett ändamål med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla en ny bornitridförening, vilken är gångbar som katalysator för framställning av kubisk bornitrid. Ännu ett ändamål med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla ett förfarande för framställning av en kubisk bornitrid, vilken har utmärkta mekaniska hållfastheter och egenskaper avseende kornform genom utnyttjande av den nya bornitridföreningen som katalysator.
Enligt föreliggande uppfinning tillhandahållas ett förfarande för fram- ställning av bornitrid av det kubiska systemet, varvid bornitrid av det hexagonala kristallsystemet i närvaro av en bornitridkatalysator hållas i en högtemperatur- och en högtrycksregion där bornitriden av den kubiska systemet är termodynamiskt stabil, varvid bornitridkatalysatorn framställts med hjälp av ett förfarande där blandning av (i) ett finfördelat litiumnitrid- (Li3N) eller metalliskt litiumpulver, (ii) ett fínfördelat pulver av åtminstone en alkalisk jordartsmetallnitrid eller alkalisk jordartsmetall vald ur gruppen bestående av kalciumnitrid (Ca3N2), magnesiumnitrid (Mg3N2), strontiumnitrid (Sr3N2), bariumnitrid (Ba3N2) berylliumnitrid (Be3N2), metallisk kalcium, metallisk magnesium, metallisk strontium, metallisk barium och metallisk beryllium, och (iii) hexagonal bornitrid (BN), hållas vid en temperatur av mellan 800 och 1300°C i en atmosfär av en inert gas eller ammoniak, för att därvid reagera ingredienserna (i), (ii) och (iii) med varandra i ett smält tillstånd, varefter reaktionsprodukten kyles så att .tj 40 451 579 den stelnar.
Enligt föreliggande uppfinning tillhandahållas vidare en bornitridkata- lysator att användas vid framställningen av bornitrid av det kubiska systemet.
Fig. 1 är en förstorad kubisk bornitrid framställd Fig. 2 är en förstorad kubisk bornitrid framställd Fig. 3 är en kurva som mikroskopisk bild (gånger 100) av kristallkorn av enligt föreliggande uppfinning; mikroskopisk bild (gånger 100) av kristallkorn av enligt ett konventionellt förfarande; visar resultaten av den termiska analysen av ett exempel av den nya bornitridföreningen utnyttjad som katalysator enligt före- liggande uppfinning; och Fig. 4 är en längsgående tvärsnittsvy som visar ett exempel på ett reak- tionskärl använt vid framställningen av bornitrid av det kubiska systemet med utnyttjande av den nya bornitridföreningen som katalysator.
Bornitridföreningar vilka är värdefulla som katalysatorer för framställ- ningen av bornitrid av det kubiska systemet framställes enligt följande.
Såsom utgångsmaterial beredes (i) en finfördelad litiumnitrid (Li3N) eller ett metalliskt litiumpulver, (ii) en finfördelad alkalísk jordarts- metallnitrid eller alkaliskt jordartspulver och (iii) ett finfördelat bornitrid (BN)-pulver. Såsom bornitrid (BN) användes hexgonal bornitrid.
Såsom alkalísk jordartsmetall användes kalcium, magnesium, strontium, barium eller beryllium. Såsom alkaliska jordartsmetallnitrider användes nitrider av dessa alkaliska jordartsmetaller. Dessa alkaliska jordartsmetaller och deras nitrider kan användas antingen var och en för sig eller i kombination. 0van nämnda utgångsmaterial blandas med varandra vid ett blandningsför- hållande som kommer att beskrivas nedan och den pulverformiga blandningen satsat i ett lämligt kärl och upphettas därefter i en atmosfär av en inert gas, såsom NZ eller Ar eller ammoniak. Då temperaturen höjas vid detta upphettningssteg, börjar alstring av värme vid cirka 70000 och det tolkas som om reaktionen startas vid denna temperatur. Eftersom blandningen smälter vid cirka 800 till cirka 90000 hålles blandningen vid en temperatur över- stigande 80000, företrädesvis vid cirka 90000 för att höja smältreaktio- nen. Företrädesvis upprätthålles blandningen vid en temperatur som inte överskrider cirka 130000. 0m reaktionstemperaturen överstiger cirka 130000, har reaktíonsprodukten en benägenhet att termiskt sönderdelas.
Företrädesvis bibehålles blandningen vid reaktionstemperaturen under en period av cirka 20 till cirka 60 minuter. Efter det att blandningen upprätt- hållits vid ovan nämnda reaktionstemperatur kyles smältan för att därvid låta den stelna i den inerta atmosfären för att erhålla den nya bornitridförening- BH. ä' 40 451 579 4 Då denna förening användes för framställningen av bornitrid av det kubiska systemet, är det föredraget att pulvrisera den stelnade föreningen till en Storlek som är mindre än 0,104 mm i en inert gasatmosfär.
Blandningsförhållandet för de respektive utgångsmaterialen kan vara såsom följer. Det föredrages nämligen att atomförhållandet för Li, alkalisk jord- artsmetall, B och N i blandningen justeras till (1 - 1,4) : (1 - 1,4) : 1 : 2.
Således, då Li3N, Ca3N och BN t ex utnyttjas som utgångsmaterial föredrages att molförhâllandet för Li3N, Ca3N2 och BN är (1 - 1,4) : (1 - 1,4) : 3. Dä metallisk litium utnyttjas som litiumkälla eller en alkalisk jordartsmetall utnyttjas som alkalisk jordartsmetallkälla, eller då ett ämne annat än Li3N eller M3N2 (M = alkalisk jordartsmetall) användes som litiumkälla eller alkalisk jordartsmetallkälla, händer det även om molförhållandet för Li, M och B justeras till (1 - 1,4) : (1 - 1,4) : än 2. I detta fall föredrages att bristen på kväve kompenseras genom att ut- nyttja kvävgas som inert gasatmosfär vid steget för upphettning av blandningen.
Bornitridföreningar som framställts genom att använda respektive utgångs- material i de mängder som tillfredsställer ovan nämnda molförhållande uppvisar hög katalytisk aktivitet för beredning av kubisk bornitrid från hexagonal bor- nitrid. 1, att molförhållandet för N i blandningen är lägre Den kemiska strukturen för de så framställda bornitridföreningarna kan inte exakt bestämmas. Men det är klart att dessa föreningar inte är enkla blandningar av utgångsmaterialen utan nya ämnen, vilket bekräftas i exemplen nedan. Man har också funnit att då metalliskt kalcium eller barium eller kal- ciumnitrid eller bariumnitrid användes som alkalisk jordartsmetallkälla, har den resulterande bornitridföreningen molekylstrukturen LiCaBN2 eller LiBaBN2 såsom bekräftas i exemplen 1 t o m 4 nedan.
Ovannämnda bornitridkatalysator, såsom de vilka representeras av formeln LiCaBN2 eller LiBaN2 kan också framställas med användande av följande kombi- nationer av utgângsmaterial: (1) (i) finfördelad litiumnitrid (Li3N) eller metalliskt litiumpulver, (ii) ett finfördelat-M3BZN4-pulver (M: alkalisk jordartsmetall) och (iii) ett finfördelat bornitridpulver; (2) en kombination av (i) ett finfördelat Li3BN2-pulver, (ii) ett fin- fördelat alkaliskt jordartsmetallnitridpulver eller metalliskt- alkaliskt jordartsmetallpulver och (iii) ett finfördelat bornitridpulver; eller (3) en kombination av (i) ett finfördelat Li3BN2-pulver och (ii) ett fin- fördelat MBBZN4-pulver (M: alkalisk jordartsmetall). Vid samtliga dessa tre kombinationer kan reaktionstemperaturen och atmosfären, blandningsförhållandet för respektive utgångsmaterial och övriga betingelser vara samma som de som 40 451 579 beskrivits ovan.
Förfarandet för framställning av bornitrid av det kubiska systemet genom utnyttjande av den bornitridförening som framställts enligt ovan nämnda för- farande som katalysator kommer nu att beskrivas.
Först blandas 100 viktsdelar hexagonal bornitrid, företrädesvis i form av ett pulver med en partikelstorlek mindre än 0,104 mm, homogent med 5-50 vikts- delar, företrädesvis 10-30 viktsdelar, av ovan nämnda bornitridförening, före- trädesvis i form av ett pulver med en partikelstorlek mindre än 0,104 mm, som katalysator. Blandningen utsättes för formpressning. Alternativt kan ovan nämnda pulver av hexagonal bornitrid och katalysatorn oberoende av varandra utsättas för formpressning till tunna plattor varefter de tunna plattorna respektive lamineras till ovan nämnda blandningsförhållande. Därefter hålles den formpres- sade blandningen eller laminaten i en högtemperatur och högtrycksregion där bornitrid av det kubiska systemet är termodynamiskt stabilt, företrädesvis vid en temperatur av 1300-160000 och vid ett tryck av 40-60 Kbar, under 5-40 minuter, varvid bornitrider vid kubiska systemet kan erhållas. Dessa temperatur-, tryck- och tidsbetingelser kan vara samma som de som utnyttjas inom konventionella för- faranden.
Anbringandet av en sådan hög temperatur och ett sådant högt tryck kan ut- föras genom att placera den formpressade blandningen eller laminaten i ett reak- tionskärl såsom visas i fig. 2 och elektricitet anbringas medan den formade blandningen eller laminatet sammantryckes av en press. Med hänvisning till fig. 4 formas en yttre vägg 1 av kärlet av pyrrofyllit som trycköverförande medium till en cylindrisk form och en värmare 2 bestående av en grafitcylinder och en pyrrofyllitbarriär 8 anordnas på insidan av den yttre väggen 1. En stål- ring 3 och en stâlplatta 4 för pâläggning av elektricitet anordnas vid den övre respektive den undre änden av kärlet och på insidan anbringas en sintrad aluminium oxidplatta 5 och ett trycköverförande medium 6 bestående av pyrro- fyllit. Det utrynme som definieras av pyrrofyllitbarriären 6 och pyrrofyllit- delen 8 är en kammare 7 för mottagande av de utgångsmaterial som skall reageras.
Uppfinningen kommer nu att beskrivas genom följande exempel och jämförande exempel.
Exempel 1 g Li3N-pulver, 20 g Ca3N2-pulver och 10 g hexagonalt BN-pulver, vardera pulvriserat till en partikelstorlek mindre än 0,104 mm, blandades samman och blandningen satsades i ett platinakärl. Temperaturen för blandningen höjdes genom upphettning i en elektrisk ugn alltmedan N2-gas cirkulerades vid en hastighet av 8 liter/min och blandningen hölls vid 90006 under 40 min. Reaktions- produkten kyldes i den elektriska ugnen i en ström av N2-gas och därefter 451 579 s pulvriserades reaktionsprodukten till en partikelstorlek mindre än 0,104 mm i en atmosfär av NZ-gas.
Strukturen för den så erhållna, pulverformiga reaktionsprodukten analysera- des med hjälp av röntgendiffraktion för att erhålla resultaten som visas i kolumnen allra längst till höger i tabell 1. ASTM-data (American Society for Testing Materials) för kända ämnen såsom utgångsmaterialen som utnyttjas i ovan nämnda reaktion ges också i tabell 1.
Av de resultat som ges i tabell 1 framgår att det ämne som framställts enligt exempel 1 inte är en enkel blandning av kända utgångsmaterial utan ett nytt ämne med en ny struktur. Dä föregående resultat undersöktes i ljuset av de resultat som erhölls från den kemiska analysen (Li-halten bestämdes enligt den flamfotometriska metoden, Ca-halten bestämdes enligt EDTA-metoden, B-halten bestämdes enligt manitol-metoden och N-halten beräknades genom subtraktion av dessa halter), har man funnit att produkten är en ny bornitridförening med molekylformeln LiCaBN2 och det tolkas såsom att produkten har en rymdcentrerad kubisk kristallstruktur där 12 molekyler innefattas i enhetscellen. Resultaten av den termiska analysen (termisk differentiahnalys och termogravimetrisk analys) av denna nya förening visas i fig. 3, där "a" och "b" är en termisk differentialanalyskurva respektive en termogravimetrisk analyskurva och där ordinatan anger endotermisk och exotermisk förändring vid termisk differential: analys och viktminskning och viktökning vid termogravimetrisk analys, samt där abskissan anger temperatur (OC). Man har också funnit att smält- och stelnings- punkten ligger vid cirka 780 till cirka 820°C. Den termiska analysen utfördes vid en temperaturhöjningshastighet av 1006 per minut i en kväveatmosfär med användande av a-Al203 som referenssubstans. Denna förening uppvisade en grå färg då den kyldes för att stelna. Det aktuella uppmätta värdet för den spe- cifika vikten för den nya föreningen är cirka 2,39 och det teoretiskt beräknade värdet för den specifika vikten baserat pä den rymdcentrerade kubiska kristall- strukturen, sär 12 molekyler innefattas i en cell är 2,383. Således har det bekräftats att det uppmätta värdet ligger väl i överensstämmelse med det teo- retiska värdet. 451 579 om °mv.H °~ °m<.H ma °~m.fi m~ m>m.~ ON @«w.fl w ~n«.fi OH mww.~ m~ mm«.H of fm~.ñ om °«~.H mn Hwm.~ ow fim~.H cv ~m~.H m~ °mß.fi N H~w.H °~ >m~.H av mm~.H om °@=.~ NM ~mw.H °~ -<.H av mH~.H OH ~Q.~ OH °mw.~ om ~mv.ñ cv Q°v.fi Q» >~.~ N ->.H 0, ~wm.~ av m~v.fl om ~<.~ OH mw>.H Qq «~@.H ov w@<.H 0» m<.~ N ~Q@.~ om «Qß.H Om «mm.H om wm.~ w mm@.H MN wmN-.n Ow NNF.H ocH Nww-fl ON Ob-N OOH mNO-N mfi °mv.H ca w~@.~ om .w<~.H OH -.~ m m@=.~ mfi mmm.fi oç mvm.H ON fl~m.H oofl m~.~ OH mv~.~ ow @~n.fl v «>@.H om m°H.~ cv m~m.H mn >=.~ Q» ~«<.~ Q m>m.~ HN -ß.~ om m°~.~ Cod. ~w°.~ “H ~m.~ N ~mm.~ om Hm@.~ mv °m°.~ om ñ~@.~ Ov ~v~.~ om ~=.~ v mmw.~ mv «~=.H Q >v~.~ Qofi mmm.~ om >~w.~ m~ -.n mß w@@.~ GH >~°.H OCH °~m.~ ON @@>.~ 00% -m.~ mfi vm.m mß @°.fl < m«..~ wfi °m.~ ON mw.~ Om ~m.~ “H mm.@ wfl _n.~ mm mm..~ ON mm.n om wH.m Qw ~m.m mv ~@.m N w°.v ocfi v>m.~ HH\H _K_ v HH\H .«. w ~H\~ _m. u HH\H _m. w HH\H ^«. n flH\H .m. w mcwccvwmmn @u=mm@f_wLw+ vz mv Nzmmflq ~= ~u-> ~zn~o»ö 2 “J »@W_§w m=«=wLw+ >z co«»¥m»+»wv=wmp=mL >m p@»~=wwm ~ -w@mP 40 451 579 s Exempel 2 Såsom framgår av försök nr 1-1 1 tabe11 2 som ges nedan justerades mängderna av L13N, Ca3N2 och BN 1 förhå11ande t111 exempeï 1 så att mo1förhâ11andet (1:1:3) motsvarade stokiometriskt L1Ca8N2. I detta exempe1 2 avvek mängderna för Li3N och Ca3N2 något från de stok1ometr1ska förhå11andena 1 förhå11ande t111 BN.
L13N-pulver, Ca3N2-pu1ver och BN-pu1ver bïandades v1d mo1förhâ11andena som visas vid försök 2 t o m 5 av tabe11 2 och b1andn1ngarna behand1ades på samma sätt som beskrivits 1 exempe1 1.
Tabe11 2 B1andningsförhå11anden Försök “r (moifövhäiianaen) för utgångsmateria1en Eiâh Ca3N2 BN Exempe1 1 1-1 1,0 1,0 3,0 Exempe1 2 2-1 1,2 1,0 3,0 Dito 2-2 1,4 1,0 3,0 Dito 2-3 1,0 1,2 3,0 Dito 2-4 1,0 1,4 3,0 ä? Då ämnena erhâ11na 1 exempeï 2 utsattes för röntgendiffraktion bekräftades att dessa ämnen har en struktur sådan att den kvartära föreningsfasen erhâ11en 1 exempeï 1 kombineras med överskottskomponenten av Li3N e11er Ca3N2.
Exempeï 3 En11gt samma förfarande såsom beskrivits 1 exempe1 1 framstäïldes en bor- nitridförening där ett BA3N2-pulver användes 1 stä11et för Ca3N2-pu1vret.
Strukturen för den så erhâïïna, puïverformiga reaktionsprodukten ana1ysera- des genom röntgendiffraktion för att erhå11a de resuïtat som ges 1 koïumnen a11ra ïängs t111 höger 1 tabe11 3. ASTM-data för kända substanser såsom ut- gångsmateria1en som utnyttjats 1 ovan nämnda förfarande ges 1 tabe11 3.
Av de resu1tat som visas i tabe11 3 framgår att substansen som erhå11es 1 exempe1 3 inte är en enkeï b1andn1ng av kända utgångsmater1a1 utan ett nytt ämne med en he1t ny struktur. Då ovan nämnda resu1tat undersöktes 1 ïjuset av de resuïtat som erhö11s av den kemiska ana1ysen (Li-halten bestämdes eniigt f1amfotometr1metoden, bariumhaïten bestämdes en1igt EDTA-metoden, borha1ten bestämdes en11gt man1to1-metoden och N-ha1ten beräknades genom subtraktion av dessa ha1ter), har man funn1t att produkten är en ny bornitridförening med mo1eky1forme1n L1BaBN2. Av he1ta1sförhâ11andena och hk1-värdena 1 tabe11 3 toïkas att produkten har en rymdcentrerad kubisk kr1sta11struktur där 12 mo1e- w v: 9 451 579 kyier innefattas i enhetsceiien. Resuitaten av den termiska anaiysen av denna nya förening gav att smäit- och steiningspunkten är cirka 80006. Det aktueiia uppmätta värdet för den specifika vikten för den nya föreningen är cirka 2,50 och det teoretiskt beräknade värdet för den specifika vikten baserat på den l rymdcentrerade kubiska kristaiistrukturen, där 12 moiekyier innefattas i en cell, är 2,494. Sâiedes bekräftas att det uppmätta värdet iigger väi i över- ensstämmeise med det teoretiska värdet. 451 579 ov NmNHH CO OOH.H CO HHCC.O OO CHC.H OOH C~CC.C OC COO.H OC OCO.H CC C~C.H CC mOH.H OC OOC.H HOHCO OC C m«~.H OO CC~.H OC Omm.H HCCCO Om CH ~Hm.H CC HCC.H . OCH ~«O.H HCOCO NC CH HOC.H OC OOC.H CC OOH.H HNNOO CN Om HOC.H OCH CHC.H OC OO.H CH HCO.H ON CNC.H HCNCO CH CC CCC.H CC COO.H OH CC.~ OO C~C.H O .CCm.H HOCCO CH C HCC.H Om C~C.H OC CO.H COH HCO.~ OO HCO.H HCOHO OH CH CHO.H OO CCC.H OC HO.H OC C«~.~ CO C~C.H HHHHO HH CC C~.~ OO HO~.~ OC OC.H CO HmO.~ OH CCC.H HOHNO C OCH OO.~ CO CC.~ CC HC.C OCH C~O.~ C CO«.~ HHHNO O C H~.C OCH CC.~ OC CH.C CC ~m.C CC OmH.C HCCNO O CC CC.C CC CH.C OCH CC.~ OO _ ~C.C COH OOO.C Hë WCOHÉOHCH HïH a: H. HHS É C HHHH E. H. HH: .i C HH\H O: H.
- HCHHCI 0 0 . 0 . @=f:cH%@C= wv@CmCHHm>mw. wzwmmmm am|>N Sema ~zmmHH zmHn HCHHCC m=H=@Ⱦ+.>z Nzmmm _ .
=CHH¥C>++Hw=CCH=nL >C HCHH=wwm w HHwnmh 11 451 579 Exempei 4 Från körning 1-1 i tabe11 4 nedan framgår att mängderna för LiSN, Ba3N2 och BN justerades i förhâ11ande ti11 motsvarande i exempe1 3 så att mo1förhâ11andet (1:1 3) motsvarade stoikiometriskt LiBaBN2. I exempei 4 nedan avviker mängderna för Li3N och Ba3N2 något från de stoikiometriska förhâ11andena i förhå11ande ti11 BN.
Li3N-puïver, BA3N2~pu1ver och BN-pulver biandades vid de mo1förhå11anden som visas i försök 4-1 ti11 och med 4-4 av tabell 4 och b1andningarna behand- iades på samma sätt som beskrivits i exempe1 4.
Tabe11 4 nr mïiäiisfiašïiïâllzit" för utgångsmateriaïen Li3N Ba3N2 BN Exempei 3 3-1 1,0 1,0 3,0 Exempeï 4 4-1 1,2 1,0 3,0 Dito 4-2 1,4 1,0 3,0 Dito 4-3 1,0 1,2 3,0 Dito 4-4 1,0 1,4 3,0 Då ämnena som erhå11its i exempe1 4 utsattes för röntgendiffraktion, be- kräftades att dessa substanser har en struktur sådan att den kvartära förenings- fasen erhå11en i exempe1 3 kombineras med överskottskomponenten för Li3N och Ba3N2.
Exempei 5 Ett iitiumnitridpuïver, ett a1ka1iskt jordartsmeta11-nitrid-pu1ver och ett hexagona1t bornitridpuiver, vardera pulvriserat ti11 en partike1stor1ek mindre än 0,104 nm b1andades samman ti11 b1andningsförhä11andet som ges i tabe11 5 nedan. B1andningen satsades i ett p1atinakär1. Temperaturen för b1andningen höjdes genom upphettning i en eïektrisk ugn a11tmedan N2-gas cirkuïerades med en hastighet av 8 Titer/min och b1andningen hö11s vid de temperatur- och tids- betingelser som ges i tabe11 5 nedan. Reaktionsprodukten kyïdes i den eiektriska ugnen under en ström av NZ-gas och därefter pu1vriserades reaktionsprodukten ti11 en partike1stor1ek mindre än 0,104 mm i en atmosfär av N2-gas. 451 579 ,, Tabe11 5 Försök B1andníngsförhå11ande (Mo1förhâ11ande) Tsmp Tid nr Lí3N Mg3N Sr3N Be3N BN C min -1 1 1 3 900 60 -2 1,1 1,1 3 " " -3 1,2 1,4 3 " " -4 1,4 1,0 3 950 40 s-s 1,1 1,2 3 " " -6 1 1 3 " " Exempeï 6 Ett Iitíumnitríd-pu1ver, två typer av a1ka11ska jordartsmetall-n1tr1dpu1ver och ett puïver av hexagona1 bornítrid, vardera pu1vr1serat t111 en part1ke1- storlek mindre än 0,104 mm bïandades samman vid de b1andn1ngsförhå11ande som ges 1 tabeïï 6 nedan. Bïandningen satsades 1 ett pïatínakärï. Temperaturen för bïandníngen höjdes genom upphettníng 1 en elektrisk ugn aïïtmedan N2-gas cirkuïerades vid en hastighet av 8 11ter/min och bïandningen hö11s under de temperatur- och t1dsbet1nge1ser som ges 1 tabe11 6 nedan. Reaktíonsprodukten kyïdes 1 den eïektríska ugnen 1 en ström av NZ-gas och därefter puïvriserades reaktíonsprodukten ti11 en partíkeïstorïek mindre än 0,104 mm 1 en atmosfär av N2-gas. #5 Tabe11 6 Försök B1andn1ngsförhä11ande (Mo1förhâ11ande) Tsmp Tíd nr L13N Be3N Mg3 Ca3N Sr3N Ba3N BN C m1n 6-1 1 0,9 4 3 1000 60 6-2 1 0,8 0,6 3 " " 6-3 1,2 0,8 0,6 3 900 40 6-4 1,1 0,6 0,6 3 850 30 6-5 1,1 _ 1,0 0,4 3 800 40' 6-6 1,1 0,3 0,3 0,5 3 950 40 6-7 1,1 0,4 0,4 0,4 3 900 30 6-8 1,3 0,2 0,5 0,5 3 950 40 6-9 1,1 0,6 0,6 0,2 3 900 30 6-10 1,2 0,3 0,4 0,4 0,3 3 850 40 W 40 13 451 579 Exempel 7 I en kväveatmosfär blandades 2,5 g av den kvartära bornitridföreningen i form av ett pulver med en partikelstorlek mindre än 0,104 mm, vilken förening erhölls i exempel 1, homogent med 8,0 g hexagonal bornitrid i form av ett pulver med en partikelstorlek mindre än 0,104 mm. Blandningen formades under ett yt- tryck av 700 kg/cmz till en stav med en yttre diameter av 20 mm och en längd av mm. Staven placerades i reaktionskärlet som visas i fig. 4 och hölls vid 50 Kbar och 145000 under 15 min genom användning av en högtryckspress för att forma kubisk bornitrid.
Jämförande exempel 1 2,5 g Li3N-pulver med en partikelstorlek mindre än 0,104 mm såsom katalysator blandades homogent med 8,0 g av ett pulver av hexagonal bornitrid, vilket hade en partikelstorlek mindre än 0,104 mm, i en kväveatmosfär och kubisk bornitrid formades av blandningen på samma sätt som beskrivits i exempel 7.
Jämförande exempel 2 Kubiskt bornitrid formades på samma sätt som beskrivits under jämförande exempel 1 förutom att Ca3B2N4 användes som katalysator.
Jämförande exempel 3 Kubiskt bornitrid formades på samma sätt såsom beskrivits i jämförande exempel 1 förutom att Li3BN2 användes som katalysator.
Jämförande exempel 4 Ett pulver av Ca3B2N4 med en partikelstorlek mindre än 0,104 mm blandades med ett pulver av Li3BN2 med en storlek mindre än 0,104 mm vid ett molförhållande av 1:1. 2,5 g av blandningen som katalysator blandades homogent med 8,0 g hexagonal bornitrid i en kväveatmosfär och blandningen behandlades på samma sätt som be- skrivits i exempel 7 för att ge kubiskt bornitrid.
Korn av kubiskt bornitrid som beretts i exempel 7 och jämförande exemplen 1 t o m 4 utsattes för krossningsförsök för att bestämma krossningastyrkan. De erhållna resultaten ges i tabell 7. Krossningsförsöken utfördes enligt följande procedurer.
Ett sorts korn med en diameter av 100-150 um placerades på en undre cylinder av en överfunder-cylinder gjord av WC-Co och med en diameter av 10 mm och den övre cylindern fördes neråt med hjälp av en likströmsmotor. Läget där den övre cylindern kom i kontakt med provkornet pâ den undre cylindern detekterades elektriskt och motsvarande avstånd D mellan ytorna för den övre och den undre cylindern bestämdes såsom korndiametern. Belastningen ökades gladvis och kross- ningsstyrkan ot beräknades ur den totala belastningen W för att krossa kornet 40 451 579 14 enligt följande kända formel (1): ut = H/(0,32D) I praktiken undersöktes 50 prover och medelvärdena av D och N bestämdes och medelkrosstyrkan beräknades enligt formeln (1). Formeln (1) belyses av Mr. Hiroyuki Yoshikawa på sidan 310 i "Rikagaku Kenkyusho Hokoku (Japan), 39 nr 6" (publicerad 1963).
I tabell 7 ges också reaktionsutbytena erhållna i exempel 7 och jämförande exemplen 1 t o m 4.
S Tabell 7 Krosstyrka Använd 8 2 Reaktions- katalysator gše kïâšïgïäkorn utbyte (%) Exempel 7 LiCaBN2 4,36 35,6 Jämförande exempel 1 Li3N 3,51 23,5 Jämförande exempel 2 Ca3B2N4 3,34 21,9 Jämförande exempel 3 Li3BN2 3,49 23,3 Jämförande exempel 4 Ca3B2N4 + 3,63 24,6 Li3BN2 Från de resultat som ges i tabell 7 ses att i exempel 7, där den nya kvar- tära föreningen LiCaBN2 tillverkad i förväg användes som katalysator, var kross- styrkan väsentligt förbättrad och dessutom förbättrades reaktionsutbytet i jäm- förelse med de jämförande exemplen, vari kända katalytiska ämnen användes. I jämförande exempel 4, där Ca3B2N4 och Li3BN2 blandades vid samma molekylförhâl- lande som för ovan nämnda kvartära förening och den resulterande blandningen användes som katalysator, kunde en så hög förbättring av styrkan som uppnåddes i exempel 7, där LiCaBN2 tillverkad i förvär användes som katalysator, inte uppnås.
Således bekräftades att för att förbättra styrkan var det nödvändigt att använda den kvartära föreningen LiCaBN2 tillverkad i förväg som katalysator.
Ett förstorat mikroskopiskt fotografi av kristallkornen av kubisk bornitrid erhållna i exempel 7 visas i fig. 1 och en förstorad mikroskopisk bild av kristall- kornen av kubisk bornitrid erhållna i jämförande exempel 2 visas i fig. 2. Kristall- kornen för de kubiska botnitrider som erhölls i de andra jämförande exemplen var huvudsakligen samma som de som visas av bilden i fig. 2. Då dessa fotografier jämföras med varandra ses att kristallkornen för den kubiska bornitriden erhål- len i exempel 7 hade huvudsakligen sfärisk form som helhet och antalet fina kon- vexa och konkava delar närvarande på ytan av varje korn är mycket liten och kristallkornen har en form som är lämplig för ett slipkorn. 40 451 579 Exempel 8 De reaktionsprodukter som erhölls 1 exempel 2, dvs de sammansatta nitr1derna (L1CaBN2 och utgångsmaterialet 1 överskott) erhållna genom blandning och reager1no av L13N, Ca3N2 och BN vid molförhållandena enl1gt försök nr 2-1 t o m 2-4 1 tabell 2, användes som katalysator och dessa reaktionsprodukter blandades obe- roende av varandra med hexagonal bornitrid och upphettades under tryck under sama betingelser som de som annammades 1 exempel 7. Krosstyrkan för vardera av de erhållna kristallkornen bestämdes på samma sätt som beskr1vits ovan. De erhåll- na resultaten, liksom den krosstyrka som erhållits 1 exempel 7 ges 1 tabell 8.
Tabell 8 Försök nr Krosstyrka (108 kg/m2) 1 tabell 2 för kristallkorn Exempel 7 1-1 4,36 Exempel 8 2-1 4,25 D1to 2-2 4,43 D1to 2-3 4,27 01to 2-4 4,19 Av resultaten som v1sas 1 tabell 8 ges att även då en reakt1onsprodukt er- ”” 3N2 och BN) 1 mängder som något avviker från de stoik1ometr1ska förhållanden som är nödvändiga för syntesen av L1CaBN2 1 omrâdet av (1 - 1,4) ; ( 1 - 1,4) ; 1 hållen genom utnyttjande av utgângsmaterialen (L1 N, Ca 3 , dvs en samman- satt nitrid innefattande LiCaBN2 och överskottskomponent användes som katalysator kan krosstyrkan förbättras liksom 1 exempel 7 då LiCaBN2 användes som katalysator.
Exempel 9 Enligt samma förfarande som det som beskr1v1ts 1 exempel 7 beredes kub1sk born1tr1d, där det kvartära bornitrídpulvret berett enligt exempel 3 användes 1 stället för det kvartära bornitridpulvret enligt exempel 1.
Jämförande exempel 57 Kub1sk bornitrid formades på samma sätt som beskrivits under jämförande exempel 1 förutom av Ba B N 3 2 4 användes som katalysator.
Jämförande exempel 6 Ett pulver av Ba3B2N4 med en part1kelstorlek av m1ndre än 0,104 mm blandades med ett pulver av L13BN2 med en partikelstorlek mindre än 0,104 mm vid ett mol- förhållande av 1:1, och 2,5 g av blandningen som katalysator blandades homogent med 8,0 g hexagonal bornitrid i kväveatmosfär. Blandningen behandlades på samma 451 579 m sätt som beskrivits i exempel 9 för att ge kubisk bornitrid på samma sätt som beskrivits i exempel 7 och jämförande exemplen 1 t o m 4.
Korn av kubisk bornitrid erhållna i exempel 9 och jämförande exemplen 5 och 6 utsattes för krossförsök för att bestämma krosstyrkan. De erhållna resultaten ges i tabell 9.
Dessutom ges reaktionsutbytena för exempel 9 och jämförande exemplen 1, 3, och 6 i tabell 3.
Tabell 9 Använd Krosstyrka (108 kg/m2) Reaktions- katalysator av kristallkorn utbyte (%) Exempel LiBaBN2 4,38 40,1 Jämförande exempel 1 Li3N 3,51 23,5 Jämförande exempel 5 Ba3B2N4 3,22 25,1 Jämförande exempel 3 Li3BN2 3,49 23,3 Jämförande exempel 6 Ba3B2N4 + 3,60 25,8 Li3BN2 Av resultaten i tabell 9 ges att i exempel 9, där den nya kvartära för- eningen LiBaBN2 beredd i förväg användes som katalysator var krosstyrkan vä- sentligt förbättrad och dessutom förbättrades reaktionsutbytet i jämförelse med de jämförande exemplen, där kända katalytiska substanser användes. I jämförande exempel 6, där Ba3B2N4 och Li3BN2 blandades vid samma molekylförhâllande som det för ovan nämnda kvartära förening och den resulterande blandningen användes som katalysator kunde en så stor förbättring av styrkan som erhölls i exempel 9, där LiBaBN2 berett i förväg användes som katalysator, inte uppnås.
Således bekräftades att för att förbättra styrkan var det nödvändigt att använda den kvartära föreningen LiBaBN2 beredd i förväg som katalysator.
Exempel 10 Reaktionsprodukterna erhållna i exempel 4, dvs de sammansatta nitriderna (LiBaBN2 och utgângsmaterial i överskott) erhållna genom blandning och reagering av Li3N, Ba3N2 och BN vid molförhållandena för proverna nr 4-1 t o m 4-4 i tabell 4, användes som katalysator och dessa reaktionsprodukter blandades obe- roende av varandra med hexagonal bornitrid och uppvärmdes under tryck under samma betingelser som de enligt exempel 9. Krosstyrkan för varje av de erhållna kristallkornen bestämdes på samma sätt som beskrivits ovan. De erhållna resul- taten liksom krosstyrkan bestämd i exempel 9 ges i tabell 10. 4) 40 17 451 579 iabeii 10 8 2 Prov nr Krosstyrka (10 kg/m ) för krista11korn Exempei 9 3-1 4,38 Exempeï 10 4-1 4,26 Dito 4-2 4,41 Dito 4-3 4,30 Dito 4-4 4,18 Av resu1taten 1 tabe11 10 ges att även då en reaktionsprodukt erhå11en genom att utnyttja utgångsmater1a1en (Li3N, Ba3N2 och BN) 1 mängder som svagt avviker från de stoikiometriska förhä11andena som krävs för syntesen av LiBaBN2 1 om- rådet av (1 - 1,4) : (1 - 1,4) : 1 LiBaBN2 och överskottskomponent, användes som kataïysator kan den mekaniska styrkan förbättras 1iksom i exempei 9, då L1BaBN2 användes som kataïysator. , dvs en sammansatt nitrid innefattande Exempel 11 I en kväveatmosfär biandades vardera av reaktionsprodukterna i form av ett puiver med en partikeïstoriek mindre än 0,104 mm, viika erhöiis 1 exempei 5, homogent med hexagonaï bornitrid i form av ett puïver med en partikeistoriek mindre än 0,104 mm vid moïförhåiiandet som visas i tabeii 1 nedan. Biandningen m» formades under yttryck av 700 kg/cm2 ti11 en stav med en yttre diameter av 20 mm och en iängd av 20 mm. Staven piacerades 1 reaktionskärïet, som visas 1 fig. 4 och behandiades under betingeiserna som ges 1 tabe11 1 nedan, genom att utnyttja en högtryckspress för att framstä11a kubisk bornitrid. Utbytet och krosstyrkan för den kubiska bornitriden ges 1 tabeïi 11.
Jämförande exempei 7, 8 och 9 I jämförande syfte upprepades förfarandet som nämnts i exempei, varvid föijande kataïysatorer användes.
Li3BN2-puiver (jämförande exempei 7) Biandning av Li3N-puiver, Mg3N2-pu1ver och BN-puiver (1,1 : 1,2 : 3 moi- förhâiiande) (jämförande exempei 8) B1andning av Li3N-puïver, Sr3N2-pu1ver och BN-puïver (1 : 1 : 3 moiför- há11ande) (jämförande exempeï 9).
Reaktionsbetingeiserna som utnyttjades och utbytet och krosstyrkan för den kubiska bornitriden som framstäiits 1 vardera jämförande exempei ges i tabeïïen 11. 451 579 18 Tabe11 11 Exempel nr HBN/kata1ysator*1 Tryck Tâmp Tid Utbyte Krosstyrkaz (Kb) < c) (mg) 1%) (108 kg/cm) Ex 11-1 3 60 1500 10 38 4,25 Ex 11-2 " " " " 35 4,01 Ex 11-3 " " " “ 40 4,12 Ex 11-4 5 56 1450 20 45 4,16 Jämf. ex 7 Jämf. ex 8 3 60 1500 10 18 3,50 Jämf. ex 9 " " " 20 22 3,60 *1 Förhâ11ande hexagona1 bornitrid/vikt kata1ysator S1ipförsök utfördes med de kubiska bornítrider som framstä11s 1 exempe1 11-4 och jämförande exempeï 9. S1ipskivor t111verkades näm1ígen genom e1ektrobe1ägg- ning pâ konventíone11t sätt. Kornstor1eken var 120/140 enïígt japansk industri- standard B4130. Data för s11pskivorna och ma1ningsförhå11andena var föïjande.
Maïníngstyp: Våt maïníngsyta (tvärgâende snitt) : S11pskiva: CBNC x B x 1A1 x 180(D) x 10(T) (Japansk índustristandard x 3(C) x 76,2(H) B4131) Koncentration: 100 Sïiphastighet 1 pariferinz 1.500 m/min Bordsgång: 15 m/min Krossningsgång: 2 mm/passering Djupsättning: 20 u/passeríng Ma1níngsvätska: av 1ös11g typ Matería1 som sïípasz SKH-57 (HRC = 62) Försöksresuïtaten var fö1jande.
Ma1n1ngsförha1 unde* Exempe1 11-4 580 Jämförande exempeï 9 410 Voïym av1ägsnat mater1a1 *Ma1níngsförhå11ande = 0 ym avnott mater1a från sïipskívan Exempeï 12 I en kväveatmosfär b1andades vardera av de reaktionsprodukter 1 form av 40 ett puïver med en storïek av mindre än 0,104 mm, víïka erhö11s 1 exempe1 6, 40 19 451 579 homogent med hexagonaï bornitrid i form av ett pulver med en partikeTstorTek av mindre än 0,104 mm vid ett bTandningsförhâ11ande som ges i tabe11 12 nedan.
Bïandningen formades under ett yttryck av 700 kg/cm2 ti11 en stav med en yttre diameter av 20 mm och en Tängd av 20 mm. Staven p1acerades i det reaktionskär1 som visas i fig. 4 och behand1ades under de betinge1ser som ges i tabe11 12 nedan, genom att använda en högtryckspress för att ge kubisk bornitrid.
Ytbytet och krosstyrkan för den kubiska bornitriden ges i tabe11 12 nedan.
Jämförande exempe1 10, 11 och 12 I jämförande syfte upprepades förfarandet nämnt i exempe1 12, där fö1jande kataTysatorer användes.
En bTandning av Li3N-pu1ver, Mg3N-pu1ver, Sr3N-pu1ver och BN-pu1ver (1 : 0,9 : 4 : (jämförande exempe1 10).
En b1andning av Li3N-pu1ver, Be3N-pu1ver, Mg3N-pu1ver, Ca3N-pu1ver och BN-pu1ver (1,1 : 0,3 : 0,3 : 0,5 : 3 mo1förhå11ande, dvs mo1förhåT1andet var samma som i exempe1 6-6) (jämförande exempe1 11).
En bïêfldflíflg öv Li3N-puTver, Mg3N-puTver, Ca3N-pulver, Sr3N-puTver, BA3N- puTver och BN-pulver (1,2 : 0,3 : 0,4 : 0,4 : 0,3 : 3 mo1förhå1Tande, dvs mo1förhå1Tandet var samma som i exempe1 6-10) (jämförande exempe1 12).
De reaktionsbetinge1ser som utnyttjades och utbytet och krosstyrkan för den kubiska bornitriden som framstäTTts i vardera jämförande exempeT ges i tabe11 12. 3 mo1förhåT1ande, dvs mo1förhå11andet var samma som i exempe1 6-1) TabeTT 12 Exempe1 nr HBN/kata1ysator*1 Tryck Temp Tid Utbyte Krosstyrka s m) gg min) <_%>_ (108 kg/cmz) 12-1 5 53 1450 10 43 4,13 Jämf. ex 10 5 53 1450 10 28 3,44 12-2 10 56 1450 10 36 4,42 12-3 10 55 1500 40 44 4,10 12-4 10 50 1350 20 39 4,11 12-5 5 56 1480 40 38 4,20 12-6 5 58 1450 10 40 4,02 Jämf. ex 11 5 58 1450 10 30 3,30 12-7 10 45 1400 30 41 3,99 12-8 5 58 1500 10 33 4,22 12-9 10 57 1580 15 37 4,11 12-10 5 57 1550 30 44 4,13 Jämf. ex 5 57 1550 30 31 3,35 *1 Förhâ11ande hexagona1 bornitrid/vikt kataïysator 451 579 Såsom framgår av den föregående beskrivningen är den nya bornitridförening- en enïigt föreïiggande uppfinning värdefuiï som katalysator vid framstäïïning av bornitrid av det kubiska systemet. Då kubisk bornitrid framstälïes genom an- vändande av denna bornitridförening som kataiysator har den kubiska bornitriden mycket högre kristaiïkornstyrka och mycket bättre egenskaper beträffande korn- form än produkter som erháïies under samma betingeïser med utnyttjande av kända kataiytiska substanser och är såïedes mycket användbar som slipkorn vid sïipning.
Vidare erhâiïes den kubiska bornitriden med högt utbyte och under reiativt kort reaktionstid med användande av bornitridföreningen eniigt föreïiggande uppfinning.
Bornitridföreningen av föreiiggande uppfinning är stabiï i en ïuftatmosfär och sâïedes iätt att hantera och iagra och har förïängd kataïytisk livstid. rg,

Claims (8)

10 15 20 25 30 35 40 451 579 21 PATENTKRAV
1. Förfarande för framställning av bornitrid av det kubiska systemet, k ä n n e t e c k n a t av att bornitrid av det hexagonala kristallsystemet i närvaro av en bornitridkatalysator hållas i en högtemperatur- och en högtrycksregion där bornitriden av det kubiska systemet är termodynamiskt stabil, varvid bornitridkatalysatorn framställts med hjälp av ett förfarande där en blandning av (i) ett finfördelat litiumnitrid- (Li3N) eller metalliskt litiumpulver, (ii) ett finfördelat pulver av åtminstone en alkalisk jordartsmetallnitrid eller alkalisk jordartsmetall vald ur gruppen bestående av kalciumnitrid (Ca}N2), magnesiumnitrid (Mg3N2), strontiumnitríd (Sr3N2), bariumnitrid (Ba3NZ) berylliumnitrid (Be3N2), metalliskt kalcium, metalliskt magnesium, metalliskt strontium, metalliskt barium och metalliskt beryllium, och (iii) hexagonal bornitrid (BN), hålles vid en temperatur av mellan 800 och 130000 i en atmosfär av en ínert gas eller ammoniak, för att därvid reagera ingredienserna (i), (ii) och (iii) med varandra i ett smält tillstånd, varefter reaktionsprodukten kyles så att den stelnar.
2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att de respektive ingredienserna (i), (ii) och (iii) användes för framställning av katalysatorn i sådana mängder att atomförhållandet för respektive grundämnen Li, alkalisk jordartsmetall, B och N i blandningen är (1 - 1,4) : (1 - 1,&) : 1 : (2 eller mindre).
3. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att bornitriden av det hexagonala kristallsystemet hålles vid en temperatur av 1300-16UÛ°C under ett tryck av anno-soon MN/mz.
4. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att bornitrid- katalysatorn är en förening som representeras av molekylformeln: LiMBN2, där M är kalcium eller barium. av att 5-50 viktsdelar bornitridkatalysator användes per 100 viktsdelar hexagonal
5. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t bornitrid.
6. Bornitridkatalysator att användas vid framställningen av bornitrid av det kubiska systemet ur bornitrid av det hexagonala systemet, k ä n n e - t e c k n a d av att den framställes med hjälp av ett förfarande varvid en blandning av (i) ett finfördelat litriumnitrid (Li3N) eller metalliskt litiumpulver, (ii) ett finfördelat pulver av åtminstone en alkalisk jordartsmetallnitrid eller alkalisk jordartsmetall vald ur gruppen bestående GV këlCiUmflítfid (CG3N2), magnesiumnitrid (Mg3N2), strontiumnitrid 10 15 ZÛ 25 30 35 40 451 579 22 (Sr3N2), bariumnitrid (Ba3N2), berylliumnitrid (Be3N2), metalliskt kalcium, metalliskt magnesium, metalliskt strontium, metalliskt baríum och metalliskt beryllium, och (iii) hexagonal bornitrid (BN) hållas vid en temperatur mellan B00 och 13ÛÛ°C i en atmosfär av en inert gas eller ammoniak, för att reagera ingredienserna (i), (ii) och (iii) med varandra i smält tillstånd, varefter reaktionsprodukten kyles så att den stelnar.
7. Bornitridkatalysator enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a d av att respektive ingredienser (i), (ii) och (iii) användes i sådana mängder att atomförhållandet för respektive grundämnen Li, alkaliskt jordartsmetall, B och N í blandningar är (1 - 1,4) : (1 - 1,4) : 1 : 2.
8. Bornitridkatalysator enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a d av att respektive ingredienser (i), (ii) och (iii) användes i sådana mängder att atomförhållandet för respektive grundämne Li, alkalisk jordartsmetall, B och N i blandningar är (1 - 1,4) : (1 - 1,4) : 1 : (inte mer än 2), och att kvävgas användes som inert gas. La L' “a
SE8206374A 1981-11-12 1982-11-10 Forfarande for framstellning av kubisk bornitrid samt bornitridkatalysator att anvendas vid framstellningen SE451579B (sv)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56181391A JPS5939362B2 (ja) 1981-11-12 1981-11-12 窒化ホウ素系化合物およびその製造方法

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE8206374D0 SE8206374D0 (sv) 1982-11-10
SE8206374L SE8206374L (sv) 1983-06-22
SE451579B true SE451579B (sv) 1987-10-19

Family

ID=16099916

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE8206374A SE451579B (sv) 1981-11-12 1982-11-10 Forfarande for framstellning av kubisk bornitrid samt bornitridkatalysator att anvendas vid framstellningen

Country Status (9)

Country Link
US (1) US4551316A (sv)
JP (1) JPS5939362B2 (sv)
DE (1) DE3241979C2 (sv)
FI (1) FI72111C (sv)
FR (1) FR2516067B1 (sv)
GB (1) GB2112367B (sv)
IE (1) IE53480B1 (sv)
SE (1) SE451579B (sv)
ZA (1) ZA828270B (sv)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3201563A1 (de) * 1982-01-20 1983-07-28 Elektroschmelzwerk Kempten GmbH, 8000 München Dichte formkoerper aus polykristallinem, hexagonalem bornitrid und verfahren zu ihrer herstellung durch isostatisches heisspressen
JPS60120050A (ja) * 1983-12-02 1985-06-27 呉羽化学工業株式会社 熱収縮性筒状積層フイルム
DE3774744D1 (de) * 1986-04-09 1992-01-09 Sumitomo Electric Industries Verfahren zur herstellung von kompakten sinterkoerpern aus kubischem bornitrid.
FR2597087B1 (fr) * 1986-04-15 1988-06-24 Centre Nat Rech Scient Utilisation comme flux, dans la preparation de nitrure de bore cubique, d'un fluoronitrure et procede de preparation du nitrure de bore cubique a l'aide d'un tel flux
JPS62273849A (ja) * 1986-05-23 1987-11-27 呉羽化学工業株式会社 熱収縮性複合フイルム及びその製造方法
US5053365A (en) * 1990-02-28 1991-10-01 The Ohio State University Research Foundation Method for the low temperature preparation of amorphous boron nitride using alkali metal and haloborazines
DE4204009C2 (de) * 1992-02-12 1994-09-15 Goelz Siegfried Fa Verfahren zur Herstellung von amorphem ultrahartem Bornitrid und nach dem Verfahren hergestelltes Bornitrid
JP2744732B2 (ja) * 1992-04-30 1998-04-28 電気化学工業株式会社 砥 粒
US5888669A (en) * 1996-03-14 1999-03-30 T/J/ Technologies Transition metal-based ceramic material and articles fabrication therefrom
EP1037704B2 (en) * 1997-12-11 2006-10-18 Element Six (Pty) Ltd Crystal growth
EP1037705B1 (en) * 1997-12-11 2002-07-10 De Beers Industrial Diamonds (Proprietary) Limited Crystal-containing material
WO2002076906A2 (en) * 2001-03-27 2002-10-03 Showa Dendo K.K. Method for producing cubic boron nitride and product obtained through the method
US7244406B2 (en) 2002-02-28 2007-07-17 Showa Denko K.K. Method for producing cubic boron nitride
EP1478594B1 (en) 2002-02-28 2011-08-10 Showa Denko K.K. Method for producing cubic boron nitride
JP4145533B2 (ja) * 2002-02-28 2008-09-03 昭和電工株式会社 立方晶窒化ホウ素の製造方法
EP1584670A4 (en) 2003-01-06 2006-04-19 Showa Denko Kk CUBIC BORONITRIDE GRINDING GRINDERS AND THEIR PRODUCTION AND THEIR USE FOR THE PRODUCTION OF A GRINDSTONE AND A POLISHING TAG OR PAPER
US7214359B2 (en) 2003-02-03 2007-05-08 Showa Denko K.K. Cubic boron nitride, catalyst for synthesizing cubic boron nitride, and method for producing cubic boron nitride
EP2177585B1 (en) * 2003-08-20 2014-11-26 Showa Denko K.K. Cubic boron nitride, method for producing cubic boron nitride, grinding wheel with cubic boron nitride, and sintered cubic boron nitride compact
JP4925463B2 (ja) * 2005-02-16 2012-04-25 日本碍子株式会社 六方晶窒化ホウ素単結晶の製造方法
TWI647299B (zh) * 2012-07-31 2019-01-11 戴蒙創新公司 立方氮化硼之官能化及製造其之方法
CN103435017B (zh) * 2013-08-20 2015-04-01 开封贝斯科超硬材料有限公司 琥珀色立方氮化硼的合成方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH506438A (de) * 1959-09-08 1971-04-30 Gen Electric Verfahren zur Herstellung von kubischem Bornitrid
US2947617A (en) * 1958-01-06 1960-08-02 Gen Electric Abrasive material and preparation thereof
DE1159400B (de) * 1959-09-08 1963-12-19 Gen Electric Verfahren zur Herstellung von kubischem Bornitrid
NL260152A (sv) * 1960-01-18
GB1459758A (en) * 1972-12-18 1976-12-31 Inst Materialovedenia Akademii Method of producing polycrystalline boron nitride
DE2461821C3 (de) * 1974-12-30 1984-10-18 Elektroschmelzwerk Kempten GmbH, 8000 München Verfahren zur Herstellung von hexagonalem Bornitrid
JPS51146400A (en) * 1975-06-11 1976-12-15 Toshiba Corp Process for production of cubic boron nitride
SU674372A1 (ru) * 1977-07-05 1983-11-15 Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Абразивов И Шлифования Способ получени кубического нитрида бора
JPS5560008A (en) * 1978-10-23 1980-05-06 Natl Inst For Res In Inorg Mater Production of cubic system boron nitride
JPS5848483B2 (ja) * 1980-03-31 1983-10-28 昭和電工株式会社 立方晶チツ化ホウ素の合成法
JPS56140015A (en) * 1980-03-31 1981-11-02 Showa Denko Kk Synthesizing method for cubic system boron nitride
JPS56140014A (en) * 1980-03-31 1981-11-02 Showa Denko Kk Synthesizing method for cubic system boron nitride
US4297387A (en) * 1980-06-04 1981-10-27 Battelle Development Corporation Cubic boron nitride preparation
US4349517A (en) * 1980-10-21 1982-09-14 Lysanov Vladislav S Method of producing cubic boron nitride
JPS595547B2 (ja) * 1982-04-07 1984-02-06 科学技術庁無機材質研究所長 立方晶系窒化ほう素の焼結体の製造法
US4361543A (en) * 1982-04-27 1982-11-30 Zhdanovich Gennady M Process for producing polycrystals of cubic boron nitride

Also Published As

Publication number Publication date
ZA828270B (en) 1983-09-28
FI72111C (sv) 1987-04-13
JPS5884106A (ja) 1983-05-20
FR2516067A1 (fr) 1983-05-13
IE822696L (en) 1983-05-12
GB2112367A (en) 1983-07-20
FI823875L (fi) 1983-05-13
FI823875A0 (fi) 1982-11-11
IE53480B1 (en) 1988-11-23
SE8206374L (sv) 1983-06-22
DE3241979C2 (de) 1994-07-28
SE8206374D0 (sv) 1982-11-10
JPS5939362B2 (ja) 1984-09-22
FR2516067B1 (fr) 1986-12-26
GB2112367B (en) 1985-07-17
FI72111B (fi) 1986-12-31
US4551316A (en) 1985-11-05
DE3241979A1 (de) 1983-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE451579B (sv) Forfarande for framstellning av kubisk bornitrid samt bornitridkatalysator att anvendas vid framstellningen
EP0604073B1 (en) Production of multicrystalline cubic boron nitride
EP0181258B1 (en) Improved cubic boron nitride compact and method of making
US6793875B1 (en) Nanostructured carbide cermet powders by high energy ball milling
KR19990063938A (ko) 세라믹-세라믹 및 세라믹-금속 복합 재료의 1단계 합성 및치밀화
JPH05105560A (ja) 多粒状研磨粒子
Endo et al. The synthesis of cBN using Ca 3 B 2 N 4
CN109336612A (zh) 一种超细碳氮化钛粉的制备方法
CN109663543B (zh) 一种直接转化合成硼皮氮芯多晶金刚石制备方法
CA2103896A1 (en) Production of metal and metalloid nitrides
EP0576295B1 (en) Process for increasing the strength of a zeolite molding
Hubacek et al. The effect of copper on the crystallization of hexagonal boron nitride
GB2058840A (en) Production of polycrystalline cubic boron nitride
JPH0372940A (ja) 立方晶窒化ほう素の製造法
CN108866631B (zh) 一种制备Al3V四方相单晶颗粒的方法
Heath Ultra-hard materials
Chang et al. Nitridation characteristics of floating aluminium powder
JPH0314495B2 (sv)
JPS5938164B2 (ja) 立方晶窒化ほう素の製造法
IE902439A1 (en) Monocrystalline silicon carbide fibres and process for their¹manufacture
AU645897B2 (en) Production of metal and metalloid nitrides
CN1686602A (zh) 用碱土金属氟化物合成立方氮化硼的方法
JPH0433489B2 (sv)
US5501715A (en) Ternary element compounds in the A1-B-P system, processes for their production and their use
SU814987A1 (ru) Слоистое изделие дл режущегоиНСТРуМЕНТА

Legal Events

Date Code Title Description
NAL Patent in force

Ref document number: 8206374-4

Format of ref document f/p: F

NUG Patent has lapsed