Способ изготовления изделий из нитрида алюминия

 

ОП ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1п1634852

Саиз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 09.08.77 (21) 2394937/22-02 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.11.78. Бюллетень № 44 (45) Дата опубликования описания 30.11.78 (51) М. Кл.2

В 22F 3/12

С 22С 29/00

Государствеинык комитет (53) УДК 621.762.34 (088.8) f30 делам изобрегеиий и открытий (72) Авторы изобретения

А. И. Иценко, В. М, Слепцов н Т. В. Дубовик (71) Заявитель

Ордена Трудового Красного Знамени институт проблем материаловедения АН Украинской ССР (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ НИТРИДА

АЛЮМИНИЯ

Изобретение относится к области производства высокотемпературных материалов на основе неметаллических нитридов и может быть использовано при получении изделий из нитрида алюминия, работающих при высоких температурах.

Известен способ изготовления изделий из нитрида алюминия путем спекания предварительно спрессованных заготовок.

Недостатком указанного метода является невозможность получения плотных и прочных изделий, вследствие медленно идущего процесса спекания.

la»oo.iåñ близким к предложегшому по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления изде.гий из нитрида а;поминия, заключающийся в том, что в порошок нитрида алюминия перед прессованием вводят в качестве активирующей добавки мелкодисперсный порошок никеля с удельной поверхностью

30 м"-/г в количестве 1 — 10 вес. %.

Однако изделия, полученные известным способом, имеют низкий уровень свойств.

Цель изобретения — повышение прочностных и диэлектрических характеристик.

Для достижения поставленной цели предложен способ изготовления изделий из нитрида алюминия, отличающийся тем, что в качестве активирующей добавки используют порошок нитрида алюминия дисперсностью 500 — 700 А в количестве 1 — 16 вес. %.

11 р и ы p p 1. Для исследования Влияния плазмохимического AIN на процесс спекания технического А1 1, полученного методом азотирования алюминиевой пудры ((У-6-09-110-70, химический состав, "/о ..

А1 65,8; N 32,2; Fe 2, крупность 0,1 — 0,2 мм, удельная поверхность 1,5 м - /г), готовят смеси на основе этого порошка с дооавкамн

1, 2, 4, 8, 16 вес. О/О плазмохпмнческого Alib (химический состав, % . .Аl 67; N 37,9; Ге l, l, крупность 500 — 700 А, удельная поверхность

26 м- гг). Пластифицнрованные смеси прессуют под давлением 3 тгсм- и спекают при температурах 1600, 1700, 1800 и 1900 С в течение 1 ч в среде азота.

20 Для получения сравнительных данных параллельно готовят образцы нз исходных материалов технического и плазмохимического нитрида алюминия. На всех образцах определяют плотность и прочностные свой25 ства.

Результаты приведены в табл. 1 и 2.

Из табл. 1 следует, что добавка плазмохимического А1Х прп 1900 С значительно повьппаст плотность материала, хотя чи634852

Таолица I

Зависимость плотности материала на основе технического AIN от содержания плазмохимического AIN при различных температурах спекания

Содержание плазмохпмпческого А!Ч, дисперспостью

500 — 700 Л, вес. у

Исходные материалы

Температура спекания, С

AliV: плазмохимический

AIU: технический

1,97

2,24

2,35

2,75

2,00

2,29 „23

1,99

2,26

2,33

2,61

2,83

2,46

2,77

2,53

2,78

Таблица 2

Зависимость предела прочности при сжатии материала на основе техническо-о А!М от содержа ия плазмохимического AIN при различных температурах саекания

Содержание плазмохпмического АБ, дисперсностью 500 — 700 А, вес. %

Температура спеканпя, С

2,42

3,15

3,72

4,40

Удельное электросопротивление образцов, ом см

Температура, ОС

95 вес. у А1 Ч-!5 вес. % Ni

99 вес. у, А1И+

1 вес. % Ni

90 вес. у, AIN+

10 вес. y, Ni

AliV

1,7 10»

3,8 10"

1,5. 10»

5,6- 103

7,8 103

1 013

1,22.10»

2,3.101

8,5.10

2.10

Таблица 4

Свойства образцов

99 вес. y, AIV+

1 вес. % ДЧ

95 вес. % AIN-1;5 вес. % Ni

90 вес. y, AliV+

10 вес. % !Ч!

AIN

Частота

tg o

tg o

tgo

tgo ния плазмохимического AlN. Готовят смеси на основе порошка нитрида алюминия с удельной поверхностью 1 м"-/г (ТУ-6-09-110-70) с добавками 1, 5, 10 вес. в в

5 мелкодисперсного порошка никеля с удельной поверхностью 30 мЧг. Смеси прессуют под давлением 400 кг/см и спекают в грастый плазмохимический нитрид алюминия при этой температуре не обладает достаточной плотностью, что объясняется более активной диссоциацией вследствие большой активности порошка.

Из табл. 2 следует, что плотность материала повышается с повышением содеряа1600

1900

1900

1 103

1.1P3

1 10

1 10

1,98

2,21

2,32

2,60

1000

9,6

9,4

8,55

8,3

2,43

3,16

3,60

4,55

0,005

0,004

0,0034

0,001

2,37

2,44

2,52

2,39

9,9

9,7

9,8

8,7

1,95

2,22

2,34

2,79

0,012

0,01

0,0095

0,0063

2,50

3,18

3,74

4,43

10,8

10,6

9,7

9,6

2,60

3,28

4,03

4,52

7,5 101

2,4 10»

1,47 103

4,5 10

6 5,104

0,023

0,021

0,0215

0,0183

2,78

3,44

4,28

4,60

1,8 10"

7,5.10

6,3 10

1,4 10

3,7 10

12,1

12,0

11,8

11,7

2,90

4,40

4,70

0,07

0,06

0,055

0,05

634852

Формула изобретения

Составите, b Т. Сгярвачева

Техред 3. Тараненко

Редактор А. Соловьева

Корректор Л. Брахнина

Заказ 1913/18 Изд. ¹ 714 Тираж 922 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, К-35, Раушс.,ая í".á., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 фитовых лодочках в засыпке из нитрида бора при 1800 С в течение 1 ч. Проводят исследования удельного электро опротивлсння, диэлектрической проницаемости в и тангснса угла диэлсктрическихпотерь (tg6) полученных образцов.

Полученные результаты приведены в табл. 3 и 4.

Как видно из приведенных в табл. 3 и 4 данных, введение добавки пикеля в нитрид алюминия значительно ухудшает удельнос элсктросопротивлсние, повышает диэлектрическую проницаемость и повьпнает тангенс угла диэлектрических потерь материала.

Использование предложенного способа изготовления изделий из нитрида алюминия позволяет получать изделия с более высокими прочпостными и диэлсктри сскимп х,:— рактеристиками, что значительно повысит надев ность и срок службы издсл1ш, и также расширит область их применения. г

1. Способ изготовления изделий из нитрида алюм;шия, включающий введение в него акгивпрующсй добавки, прсссование и спекание, отличающийся тем, что, с целью повышения прочностных и диэлектрических характеристик, в качестве активирующсй добавки используют порошок нито

15 рида алюминия дисперсностью 50 — 700 A.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, IT0 активирующую добавку вводят

1 — 16 вес. %.