Спосіб одержання композиційного матеріалу на основі нанопорошків алмазу

1. Спосіб одержання композиційного матеріалу на основі нанопорошків алмазу, який включає готування суміші з нанопорошків алмазу та добавок, нагрівання цієї суміші при тиску не менше 3 12204 4 льшій термічній обробці отриманої суміші шляхом вакуумі, та 5% оксиду перехідного металу її нагрівання в середовищі водня до температури кобальту. 300-800°С. Активацію суміші проводили методом холодПричинно-наслідковий зв'язок між сукупністю ного ізостатичного пресування при тисках від 1,1 ознак, що заявляється і технічними результатами, до 5,0ГПа. Після цього проводили термічну обробякі досягаються при її реалізації, полягає у наступку суміші шляхом нагрівання в середовищі водню ному. Відомо, що високий рівень фізикодля відновлення оксидів. механічних властивостей полікристалу визначаСпікання виконували в апараті високого тиску ється високодисперсною зеренною структурою, що типу тороїд з діаметром центрального поглибленбезпосередньо випливає з експериментально ня 13мм протягом 30с при тиску 8ГПа, температурі встановленої залежності твердості та границі те1700°С. Отримали зразки композиційного матеріакучості від розміру зерна (відношення Холлалу на основі нанопорошків алмазу з добавкою окПетча) (1). сиду кобальту діаметром 4,5мм і висотою 4мм. 1/ 2 Після спікання була проведена механічна обyL , t o o робка спечених зразків та виготовлення шліфів Н - твердість; t - границя текучості; Нo - твердість (доводка) поверхні. тіла зерна; o - внутрішня напруга, перешкоджаюДослідження мікрофрактограм полікристалів ча поширенню пластичного здвигу у тілі зерна; Ку показує її однорідну зерену структуру. Основний коефіцієнт пропорційності; L - середній розмір зерозмір зерен складає 50-80нм, але є зерна розмірна. Тому при формуванні структури полікристаліром 100-200нм доля яких не перевищує 10% (по чних матеріалів на основі алмазу, для яких харакоб'єму). терними є наявність неперервного каркасу з Випробування на твердість та тріщиностійкість алмазних частинок, пов'язані, в першу чергу, з по Віккерсу проводили за допомогою мікротверформуванням зв'язку алмаз-алмаз. Основна роль доміра ПМТ-3 при нагрузці 5Н. у цьому процесі належить пластичній деформації Як видно з таблиці, використання корисної алмазних частинок під дією високих тиску та теммоделі, що заявляється - способу одержання комператури. При цьому формування міжалмазних позиційного матеріалу на основі нанопорошків границь визначається, головним чином, розвитком алмазу, дає можливість підвищити твердість та процесів масопереносу в місцях взаємного мікроітріщиностійкість матеріалу майже в 2 рази порівндентування зерен. При спіканні добавка в міжзеняно з прототипом. ренних проміжках виконує роль технологічного Приклади 1-3 таблиці (див. Таблицю), наведесередовища, в якому відбувається взаємодія в но для тих випадків, які стосуються заявлених системі алмаз-добавка і спікання алмазних наноаознак, приклади 6-8, за п.2 формули корисної могрегатів проходить з процесами перекристалізації делі, приклади 11-12 за п.3. через рідку фазу, джерелом якої є активуюча доПриклади 4-5, 9-10, 13-14 за межами заявлебавка. Це призводить до заглушення процесів фоних ознак. рмування мікротріщин. Приклад 15 - відтворення композиційного маОдержування дрібнозернистої структури затеріалу за прототипом. безпечується введенням в суміш активуючих проНизький вміст добавок оксидів в суміші обмецес спікання добавок, інгибіторів росту зерен, гежено тим, що при меншій, ніж 2мас.% кількості терів азоту та кисню. Крім цього ісходна суміш добавок (від кількості суміші) призводить до змензазнає механічну активацію. шення як твердості так і тріщиностійкості. Приклади конкретної реалізації корисної моВерхній вміст добавок оксидів більше ніж 20% делі наведено у таблиці (додається). Приклад 1. також приводить до зменшення цих властивостей. Для випробування твердості та тріщиностійкоНижню межу температури термообробки в сесті були одержані зразки діаметром 4,5мм і висоредовищі водню обмежено умовою відновлення тою 4мм. оксидів. Для виготовлення зразків приготували суміш, Верхню межу температури термообробки в яка містить 95мас.% нанопорошків алмазу АСМ5 середовищі водню обмежено умовою запобігання 0,1/0 статичного синтезу, який не піддавався пографітизації основної маси нанопорошків алмазу. передньо хімічному очищенню та термообробці в 5 12204 6 Таблиця Склад суміші з нанопорошку алмазу та добавок (мас. %) Температура Твердість, Тріщиностійкість, Об'єкт випробування № п/п Нанопооксил обробки, °С ГПа Мпа.м1/2 рошок перехідного бор алмазу металу Спосіб за винаходом 1 95 5 400 67,0 15,2 2 80 20 60,5 14,5 3 98 2 64,8 13,5 4 99 1 40,0 8,0 5 75 25 39,0 7,4 6 92 5 3 70,0 14,8 7 90 5 5 63,5 13,2 8 94,5 5 0,5 66,4 15,0 9 88 5 7 63,2 10,0 10 94,7 5 0,3 67,0 15,2 11 90 10 800 72,2 10,0 12 90 10 750 70,0 11,8 13 90 10 850 40,0 8,0 14 90 10 200 62,0 12,2 добавки нітриВідтворення способу 15 90 ду алюмінію та 32 7,1 за прототипом бору 10 Комп’ютерна верстка Мацело. М. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601