Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Спосіб виготовлення матеріалу на основі дикарбо-додекабориду алюмінію AlВ12С2 методом гарячого пресування із додекабориду алюмінію AlВ12, який відрізняється тим, що спосіб проводять з додаванням до AlВ12 17 мас.% сажі С-300, а гаряче пресування здійснюють при температурі 1800-2000 °С під тиском 30 МПа.

Текст

Реферат: UA 115739 C2 (12) UA 115739 C2 Винахід стосується області синтезу керамічних матеріалів, а саме дикарбо-додекабориду алюмінію AlВ12С2. Для одержання матеріалу використовують метод гарячого пресування із суміші порошків AlВ12 і сажі С-300 при температурі 1800-2000 °С під тиском 30 МІІа. AlВ12С2 утворюється в результаті температурної дифузії атомів вуглецю в структуру AlВ12. Зовнішній тиск перешкоджає випаровуванню алюмінію. Одержаний матеріал містить не менше 75 мас.% фази AlВ12С2 і має пористість не більше 5 %. UA 115739 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Винахід стосується області синтезу керамічних матеріалів. Основною фазою матеріалу, що визначає його технічні характеристики, є дикарбо-додекабориду алюмінію AlВ12С2. Матеріали такого типу синтезуються при температурах 1400-1600 °C потягом 60-120 хв. у вакуумі із порошків Al і В4С (A. Koroglu, D.P. Thompson, Journal of European Ceramic Society2012-V.32-p.3501-3507). Найбільш близьким за технічною суттю до запропонованого способу виготовлення є синтез із суміші порошків Al і В4С в присутності вільного вуглецю при температурі 1150-2250 °C при атмосферному тиску протягом 15-6000 хв. (Pyzik et al. Multipurpose boron carbide-aluminum composite and its manufacture via the control of the microstructure, US Patent No 4702770, 27 October 1987). Недоліком такого способу є те, що одержаний матеріал містить суміш керамічних фаз, кількість фази AlВ12С2 не перевищує 50 %. В основу винаходу поставлено задачу синтезу високощільного керамічного матеріалу із густиною, близькою до теоретичної (менше 5 %), при одночасному одержанні високого відсотку фази AlВ12С2 у синтезованому матеріалі (понад 75 %). Означена задача вирішується шляхом використання методу гарячого пресування під тиском 30 МПа. Вихідними речовинами є порошки AlВ12 і сажа С-300, які змішуються в планетарному активаторі протягом 3 хв. Для вирішення цієї задачі у способі виготовлення матеріалу на основі дикарбододекабориду алюмінію AlВ12С2 методом гарячого пресування із додекабориду алюмінію AlВ12, процес проводять з додаванням 17 мас. % сажі С-300 при температурі 1800-2000 °C під тиском 30МПа. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю ознак, що заявляється, і технічними результатами, які досягаються при її реалізації, полягає у наступному. AlВ12С2 утворюється в результаті дифузії вуглецю в структуру AlВ12 в результаті нагрівання. Одночасно з цим відбувається процес розкладу AlВ12 з утворенням газоподібного алюмінію. Зовнішній тиск 30 МПа перешкоджає випаровуванню металу і дозволяє одержати матеріал з густиною, близькою до теоретичної. Алюміній, що утворюється в результаті реакції, вступає у взаємодію з ізолюючим матеріалом нітридом бору з утворенням нітриду алюмінію. Приклади конкретної реалізації винаходу. Приклад 1. Порошки AlВ12 і сажі С-300 у співвідношенні мас 4,9 до 1 поміщають в планетарний активатор і змішують протягом 3 хв. Одержану суміш засипають у графітову прес-форму, попередньо вкриту із внутрішньої сторони порошком гексагонального нітриду бору. Графітову прес-форму поміщають в індуктор, заповнюючи всі пустоти порошком оксиду цирконію. Індуктор розміщують між пуансонами преса гарячого пресування і нагрівають до 1950 °C. Температуру в реакційному об'ємі контролюють за допомогою пірометра. Після нагрівання створюють тиск 30 МПа. Нагрівання продовжують до припинення усадки. Одержаний матеріал містить 86 мас. % фази AlВ12С2 (решта 14 мас. % гексагонального AlN), пористість - не більше 0,15 %. Твердість за Віккерсом при навантаженні 4911 (5 кг) - 24 ГПа, 1/2 тріщиностійкість - 7,0 МПа'м . Приклад 2. Синтез проводять так само, як і в Прикладі 1. Температура синтезу становить 1800 °C. Нагрівання продовжують до припинення усадки і ще 3 хв. після цього. Одержаний матеріал містить 76 мас. % фази AlВ12С2 (решта - 24 мас. % гексагонального AlN), пористість - не більше 0,15 %. Твердість за Віккерсом при навантаженні 4911 (5 кг) 21 ГПа, тріщиностійкість - 4,5 1/2 МПам Приклад 3. Синтез проводять так само, як і в Прикладі 1. Температура синтезу становить 2000 "С. Нагрівання припиняють через 5 хв., хоча усадка продовжується. Одержаний матеріал містить 80 мас. % фази AlВ12С2 проте його пористість досягає 5 %. Решта суміш фаз, в тому числі В4С, АlВ2, Аl2О3. Висока пористість матеріалу виникає внаслідок розкладу AlВ12С2 і утворення рідкої фази. Таким чином, температура 2000 °C є граничною для одержання матеріалів на основі дикарбо-додекабориду алюмінію. 1 UA 115739 C2 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 Спосіб виготовлення матеріалу на основі дикарбо-додекабориду алюмінію AlВ12С2 методом гарячого пресування із додекабориду алюмінію AlВ12, який відрізняється тим, що спосіб проводять з додаванням до AlВ12 17 мас. % сажі С-300, а гаряче пресування здійснюють при температурі 1800-2000 °С під тиском 30 МПа. Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2

Дивитися

Додаткова інформація

МПК / Мітки

МПК: B22F 3/14, C01B 35/04, C04B 35/563, C04B 35/58

Мітки: матеріалу, алюмінію, виготовлення, дикарбо-додекабориду, спосіб, основі

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/4-115739-sposib-vigotovlennya-materialu-na-osnovi-dikarbo-dodekaboridu-alyuminiyu.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб виготовлення матеріалу на основі дикарбо-додекабориду алюмінію</a>

Подібні патенти