SU635074A1 - Способ изготовлени огнеупорных изделий из нитрида бора - Google Patents

Description

инертных газов при температурах до 1700- 2200° С. Полученна  керамика имеет кажущуюс  плотность 1,47-1,53 г/ог и механическзао прочность при изгнбе 3,5- 4,5 /сг/лыг2 {4.

Дл  дополнительного повышени  плотпостп издели  подвергают многократной пропитке боросодержащпми соединени ми с последующими процессами сущки при 100-120° С и обжига в атмосфере аммиака при 1200-1300° С и окончательным обжпгом в азоте при 1700-1800° С. Кажуща с  плотность при этом возрастает до 1,58- 1,66 г/сжз.

Однако существующий способ требует применеии  сложного высокотемпературного оборудовани  с максимальной рабочей температурой до 2200° С, отличаетс  длительностью многократных процессов пропитки, сущки, обжига, конечного обжига , что вместе с высокими значени ми удельного прессовани  (до 3 г/сж) характеризует этот способ как длительный, дорогосто щий и малопригодный дл  получени  крупногабаритных изделий высотой до 0,2-0,5 м и более).

Цель изобретени  - повыщение плотности и механической прочности изделий при одновременном снижении температуры обжига.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что по предлагаемому способу изготовлени  огнеупорных изделий из нитрида бора путем полусухого прессовани  порощка нитрида бора разупор доченной структуры с последующим обжигом в среде азота, порощок нитрида бора предварительно смещивают с 10-50 вес. % бора аморфЕюго , прессование осуществл ют при удельном давлении 1-2 г/сж, а обжиг - при 1400-1800°С в течение времени, необходимого дл  завершени  реакции азотировани  бора по всему объему издели .

Установлено, что при обжиге изделий, спрессованных из смеси порошка нитрида бора с аморфным бором, процесс спекани  активируетс  за счет эффекта выделени  тепла три азотировании бора в соответствии с реакцией

В + ВК + д,

где Q - антальпи  образовани , стандартное значение Q-60,9, ккал1моль. Согласнорасчету, при мгиовенном протекании реакции температура заготовки могла бы подн тьс  до нескольких тыс ч градусов. В услови х реального обжига реакци  протекает тостепенно. Термический анализ показал, что тепловой эффект реакции азотированн  заготовок из смеси порощков нитрида бора и бора обеспечивает повышение температуры на 300- 400° С по сравнению с контрольными заготовками , спрессованными из нитрида бора.

Тепловой эффект .про- вл етс  в диапазоне 1200-1600° С.

Так как реакци  азотировани  бора соировождаетс  уплотнением материала за счет заполнени  пор образовавшимс  в результате реакции нитридом бора, то обжигать можно менее плотные заготовки, спрессованные при удельном давлении 1-2 г/сж2.

Пример 1. Из смеси турбостратного порощка нитрида бора и аморфного бора (70 вес. % BN и 30 вес. % В) прессуют образцы размером 7X7X70 мм при удельном давлении 1,5 г1см. В качестве св зки ввод т раствор каучука в бензине в количестве 1 % по сухому весу.

Высушенные образцы подвергают спеканию в атмосфере азота. Те-млература в печи обжига 1400° С. Выдержка при этой температуре 10 ч. Кажуща с  плотность образцов составл ет 1,52-1,55 г/с.из (открыта  пористость 27-28%), прочность при поперечном изгибе 5,1-5,3 кг/мм.

Пример 2. Пз смеси турбостратного порошка нитрида бора и аморфного бора (80%BN и 20%В) прессуют образцы 7X7X70 мм. Формование, сушку и обжиг образцов .производ т по примеру 1.

Полученные образцы имеют каж щуюс  плотность 1,56-1,68 г/см (открыта  пористость 20-28%), прочность при поперечном изгибе 5,8-6,5 кг/мм.

Пример 3. Приготавливают смесь 60 вес. % турбостратного порошка нитрида бора и 40 вес. % аморфного бора. Формуют образцы 7Х7Х70 мм при удельном давлении I т/см. Высушенные образцы подвергают спеканию по примеру I с выдержкой при 1500° С в течение 12 ч. Кажуща с  плотность полученных образцов 1,45-1,50 г/см (открыта  пористость 30- 34%), прочность при поперечном изгибе 4,0-4,7 кг/мм.

Выбранные пределы содержани  аморфного бора в исходной шихте 10-50 вес. % обусловлены тем, что при содержании, меньшем, чем 10% тенловой эффект азотировани  незначителен, что не ириводит к увеличению плотности и прочности. При содержании бора больше 50 вес. % тепловой эффект столь велик, что наблюдаетс  по вление плотной поверхностной корки нитрида бора, через которую затруднена диффузи  азота вглубь образца.

Ползчение изделий из нитрида бора по предлагаемому способу обеспечивает не только большую нлотпость и прочность по сравнению с прототипом, но требует менее мощного прессового оборудовани  за счет снижени  величины удельного давлени  прессовани .

Кроме того, снижение температуры обжига до 1400-1600° С позвол ет решить очепь проблему создани  оборудовани  дл  облшга крупногабаритных

изделий и снизить расход электроэнергии в 1,5-2 раза.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ изготовлени  огнеупорных изделий из нитрида бора путем полусухого прессовани  порошка ниприда 1бора разупор доченной структуры с последующим обжигом в среде азота, отличающийс   тем, что, с целью увеличени  прочности и плотности изделий при одновременном снижении температуры обжига, порошок ниприда бора 1Предвар|Ите. смешивают с 10-50 вес. % бора аморфного, прессование осуществл ют при удельном давлении 1-2 т/слг, а обжиг - при 1400- 1800° С в течение времени, необходимого дл  азотировани  бора по всему объему издели .