164746. lajstromszámú szabadalom • Eljárás polikristályos köbös bórnitrid előállítására

3 164746 4 vei kölcsönhatásba kerülnek, hosszabb tárolás után a köbös bórnitrid polikristályai széttörhetők. A találmány célja a fenti hátrányok kiküszöbölésével olyan eljárás kidolgozása, mely lehetővé teszi a köbös bórnitrid lökésálló polikristályainak előállítását. A találmány eljárás polikristályos köbös bórnitrid előállítására, ahol bórnitrid-port 1200 C feletti hőmérsékleten, legalább 40 kbar nyomás alá helyezünk. A találmány értelmében ugy járunk el, hogy lényegében a bórnitrid sörübb módosulataiból álló olyan port használunk, amelynek legalább egy részét előzetesen lökéshullám hatásának tettük ki, és igy olyan kristályrácshibákat hoztunk létre, melyek elősegitik a köbös bórnitrid szilárd polikristályainak képződését. A bórnitrid sürübb módosulatain értjük a vegyület két ismert módosulatát, melyekre jellemző mind a bóratom, mind a nitrogénatom négyes koordinációs száma. Ezek a köbös tömör bórnitrid és a hexagonális tömör wurtzit-szerü bórnitrid. A találmány szerinti eljárás döntő előnye, hogy a lökéshullám hatásának kitett sürübb bórnitrid-módosulatok - igy például a grafit-szerü bórnitridből lökéshullám hatására képződő wurtzit-szerü bórnitrid - nagy számban rendelkeznek kristályrácshibákkal, igy lineáris és pontszerű hibákkal, valamint részecskéik igen finomra apritottak. A kristályrácshibák nagy koncentrációja következtében az atomok közti kötés erőssége csökken, miáltal a diffúziós folyamatok könnyebben végbe mennek. Ez a jelenség elősegiti a köbös bórnitrid szilárd polikristályainak képződését, ugyanakkor a nagy nyomás és a magas hőmérséklet hatására a wurtzit-szerü bórnitrid is köbös bórnitriddé alakul át. A köbös bórnitrid polikristályainak képződése kedvez a részecskék apritódásának is a lökésszerű megterhelés következtében. Minél kisebbek ugyanis a polikristályban a részecskék méretei, annál keményebb a polikristály. A kristályok járulékos apritódása következik be a wurtzit-szerü bórnitrid köbös bórnitriddé alakulásánál. A bórnitrid sürübb módosulatu poraként használható a szokásos módon, azaz legalább 40 kbar amplitúdójú lökéshullám hatására előállitott köbös bórnitrid. Használható továbbá bórnitrid-porként a wurtzit-szerü módosulat pora, melyet grafit-szerü bórnitridből állitanak elő több mint 100 kbar amplitúdójú lökéshullámmal. A találmány szerinti eljárás egy előnyös foganatosítás! módja esetén használhatjuk a fenti módon előállitott és kezelt köbös és wurtzit-szerü bórnitrid keverékét poralakban. Használható továbbá a legalább 40 kbar amplitúdójú lökéshullám hatásának ki nem tett köbös bórnitrid és a fent leirt módon előállitott wurtzit-szerü bórnitrid keveréke is. A fentiekben ismertetett módon előállitott köbös bórnitrid polikristály ok nagy ütőszilárdsággal rendelkeznek, és lehetővé teszik, hogy edzett acélból készült nem sima felületű alkatrészek (keménységük 60-65 Rockwell-egység) 70-90 percen át hűtés nélkül az első utánélezésig feldolgozhatók legyenek. A találmány szerinti eljárás jobb megértéséhez a mellékelt rajzokon a következő ábrákat mutatjuk be: 1. ábra: a grafit-szerü bórnitrid lökésadiabatája; 2. ábra: berendezés lökéshullám előidézésére robbantással, keresztmetszetben; 3. ábra: a lökéshullám robbanással történő előidézésére szolgáló berendezés egy változata, keresztmetszetben; 4. ábra: berendezés lökéshullám előidézésére fémlap okozta lökés által, keresztmetszetben; 5. ábra: berendezés lökéshullám előidézésére vékony robbanóanyagrétegben történő kúszó robbanás által, keresztmetszetben. A polikristályos köbös bórnitrid előállítására javasolt eljárás megvalósításának előfeltétele nagy nyomások és magas hőmérséklet egyidejű alkalmazása. A polikristályos köbös bórnitrid előállítására a kiindulási anyagok nagy nyomással és magas hőmérséklettel végzett kezelése bármilyen, az e célra alkalmas nagynyomású kamrában megtörténhet, amennyiben e berendezések a szükséges nyomást és hőmérsékletet egy adott időn keresztül fenn tudják tartani. A nyomás, hőmérséklet, valamint a szükséges időtartam adatait a példákban megadjuk. A fenti célokra alkalmas nagynyomású- és nagyhőmérsékletü kamra tipusok például: 1. Nagynyomású kamra kup alakú puanszonokkal (nyomófejekkel)[Berichte der Akademie der Wissenschaften der UdSSR, 5, 132, (i960)]; 2. "Belt" tipusu sztatikus nagynyomású kamra [Rev. Sei. Instr., 31, 125-131, (i960)]; 3. tetraéderes sztatikus nagynyomású kamra (Rev. Sei. Instr. 29, 267-275) és más kamrák. A találmány szerinti eljárás foganatosításához tehát nincs szükség speciális berendezésekre, hanem a technika állása kapcsán ismert nagynyomású kamrákban foganatosítható. A találmány szerinti eljárás lényeges jellemzője a lökéshullám bórnitridre kifejtett hatásának felhasználása. A találmány szerinti eljárás gyakorlatánál ez két helyen is történhet, éspedig a wurtzit-szerü bórnitrid előállításánál grafit-szerü bórnitridből, valamint a köbös bórnitrid kezelésénél lökéshullámmal. A lökéshullám paraméterei közötti összefüggéseket a tömeg- és az impulzusmegmaradás törvényei határozzák meg, azaz az alábbi összefüggések érvényesek: o o A fenti egyenlőségekben a jelölések jelentése az alábbi: V0

az anyag fajlagos kiindulási térfogata; V az anyagnak a lökéshullám hatása után mért fajlagos térfogata; P a lökéshullám nyomása; D a lökéshullámfront sebessége; U az anyag tömegsebessége a lökéshullámfront után. Amennyiben a lökéshullámfront D és U kinetikus 65 paraméterei ismertek, az (1) és (2) egyenletek 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2