Шихта для керамічного матеріалу

Шихта для керамічного матеріалу, що містить кубічний нітрид бору і алюміній, яка відрізняється тим, що додатково містить магнезіальноглиноземисту шпінель, при цьому розмір зерен кубічного нітриду бору у шихті не менше 3 мкм, а розмір зерен магнезіально-глиноземистої шпінелі не перевищує 1 мкм при такому співвідношенні компонентів шихти, мас % кубічний нітрид бору 90-98 алюміній 1,5-9,9 магнезіально-глиноземиста шпінель 0,1-0,5 МІЦНОСТІ матеріалу Задача вирішується тим, що шихта для керамічного матеріалу, що містить кубічний нітрид бору і алюміній, згідно винаходу додатково містить магнезіальне - глиноземисту шпінель, при цьому розмір зерен кубічного нітриду бору у шихті не менше Змкм, а розмір зерен магнезіально-глиноземистої шпінелі не перевищує 1мкм, при співвідношенні компонентів шихти (мас %) кубічний нітрид бору 90 - 98, алюміній 1,5 - 9,9, магнезіально-глиноземиста шпінель 0,1 - 0,5 Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю ознак, що заявляється, і технічним наслідком, що досягається, полягає у наступному Експериментальне доведено, що при високому тиску температура змочування алюмінієм магнезіально-глиноземистої шпінелі (МдАЬО4) нижча за таку для кубічного нітриду бору (КНБ) Якщо розмір зерен МдАЬО4 менше розміру зерен КНБ, то при приготуванні шихти відбувається обволікання зерен КНБ більш дисперсною фазою - порошком МдАЬО4 Експериментальне визначено, що це досягається, якщо у шихті розмір зерен КНБ становить не менше як Змкм, а максимальний розмір зерен МдАЬО4 - 1мкм У такому разі може бути досягнуто рівномірне просочування алюмінієм шихти на ранніх етапах спікання при температурі і тиску, що відповідають змочуванню алюмінієм магнезіально-глиноземистої шпінелі і незмочуванню кубічного нітриду бору О 00 ю 25282 Це сприяє тому, що після спікання отримують структуру з неперервним каркасом кубічного нітриду бору і рівномірно розташованою зв'язкою, що утворюється внаслідок ХІМІЧНИХ реакцій між кубічним нітридом бору і алюмінієм Така структура сприяє підвищенню МІЦНОСТІ матеріалу Магнезіально-глиноземиста шпінель не вступає в хімічну взаємодію з іншими компонентами шихти, але и присутність сприяє тому, що нітрид алюмінію і бориди алюмінію, які викристалізовуються з розплаву, створюють зв'язку з більш дисперсною гомогенною структурою, що також сприяє підвищенню МІЦНОСТІ матеріалу Межі вмісту кубічного нітриду бору і алюмінію у шихті визначено експериментальне, виходячи з поставленої мети - підвищення МІЦНОСТІ матеріалу Нижній ВМІСТ КЕБ (і ВІДПОВІДНО верхній вміст алюмінію) обмежено умовою створення неперервного каркасу КНБ, що забезпечує МІЦНІСТЬ матеріалу Верхній вміст КНБ (і ВІДПОВІДНО НИЖНІЙ ВМІСТ алюмінію) обмежено, щоб не допустити зниження МІЦНОСТІ внаслідок створення високих термічних напруг і недостатньої їх релаксації Верхню межу вмісту магнезіальноглиноземистої шпінелі вибрано так, щоб присутність у структурі після спікання фази МдАЬС^ що має меншу в порівнянні з іншими фазами МІЦНІСТЬ, не впливала практично на МІЦНІСТЬ кераміки Нижня межа вмісту така, що забезпечує досягнення технічного ефекту Обмеження максимального розміру зерен магнезіально-глиноземистої шпінелі пов'язано із зменшенням МІЦНОСТІ керамічного матеріалу при наявності у структурі локальних зон розміром > 1 мкм такої фази, що мас низьку МІЦНІСТЬ Обмеження мінімального розміру зерен КНБ пов'язане із схильністю до грудкування порошків з розміром зерен < Змкм, що ускладнює процес обволікання таких зерен Експериментальне доведено, що у таких випадках технічний ефект не було досягнуто Приклади конкретного застосування винаходу наведено у таблиці Приклади Було взято порошок кубічного нітриду бору з розміром зерен 3 - 40мкм (92 мас %), порошок алюмінію (7,7 мас %), порошок магнезіальноглиноземистої шпінелі з розміром зерен < 1мкм (0,3 мас %) Зміщування шихти було виконано звичайними методами порошкової металургії у кульових млинах Спікання виконували у апараті високого тиску типу тороїд при тиску 8ГПа, температурі 1800°С протягом 90с Отримано зразки керамічного матеріалу у вигляді пластин діаметром 7мм, висотою 3,5мм МІЦНІСТЬ визначали при випробуванні на згин зразків (пластин діаметром 6мм, висотою 1мм), вільно опертих по контуру Вона становила 700ГПа Приклади 1 - 4 наведено для тих випадків, що стосуються заявлених ознак Приклади 5 - 10 - за межами заявлених ознак Приклад 11 -відтворення шихти по прототипу Умови реалізації заявленого винаходу у всіх прикладах були ідентичними Як видно з таблиці, використання винаходу, що заявлений, - шихти для керамічного матеріалу, дає можливість підвищити МІЦНІСТЬ керамічного матеріалу на 12 - 22% у порівнянні з прототипом Таблиця Приклади Винахід, що заявлено Патент Франції № 2144426 № Кубічний нітрид бору 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 мас % 92 98 90 98 89 99 90 99 98 92 мкм 3-40 3-5 3-5 3-40 3-40 3-40 3-5 3-40 2-3 3-40 11 90 3-5 Склад шихти Магнезіально-глиноземиста АЛЮМІНІЙ шпінель мас % Мас % мкм 7,7 0,3