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在触媒作用下立方相硼碳氮晶体的高温高压合成方法技术

技术编号:5649061 阅读:239 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及一种立方相硼碳氮晶体的合成方法。它采用Ca#-[3]B#-[2]N#-[4]、Mg#-[3]B#-[2]N#-[4]、Li#-[3]N、Ca#-[3]N#-[2]和Mg#-[3]N#-[2]为触媒,在高温高压下合成立方相硼碳氮晶体的方法,将直接合成的压力温度条件降低到金刚石和立方BN工业化合成的条件。先将石墨、纯硼和六方BN进行机械合金化以获得化合态的乱层石墨结构的B-C-N前驱物,将前驱物粉末与触媒粉末按一定比例混合均匀,制成压坯,在压力为5GPa以上,温度控制在1100℃以上保温,最后将合成产物进行酸处理,得到纯的立方相硼碳氮晶体。(*该技术在2023年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种立方相硼碳氮晶体的合成方法。
技术介绍
立方相硼碳氮化合物,如立方BC2N和BC6N,是继金刚石和立方BN之后人工设计和合成出来的第三类超硬材料。这类材料在自然界中尚未发现。研究表明,采用直接法合成这类化合物时,所需要的压力和温度条件十分苛刻。在合成压力高于26GPa、温度高于2200℃时方能够得到立方相。采用触媒法合成立方相B-C-N化合物的方法首先由日本专利JP01316460和JP94091954公开。日本专利公开的立方相硼碳氮晶体的合成方法是首先采用BCl3和氰甲烷的化学气相制备六方结构的BC2N薄膜或粉末,再将这些粉末与Co、Fe、Ni及它们的合金中的一种混合在1360℃的金刚石稳定区进行热处理。由于这种方法合成立方相硼碳氮时要发生相分离现象,即分解成金刚石和立方BN,因此实际上得不到真正意义上的立方相硼碳氮晶体。
技术实现思路
为了克服直接法合成立方相硼碳氮化合物所需要的超高温超高压问题,本专利技术提供一种,该专利技术将直接合成的压力温度条件降低到金刚石和立方BN工业化合成的条件。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是采用Ca3B2N4、Mg3B2N本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种触媒作用下立方相硼碳氮晶体的高温高压合成方法,将B-C-N前驱物与触媒混合后高温高压处理,获得立方相的硼碳氮晶体,其特征是:(1)要获得满足化学式B↓[x]C↓[y](BN)↓[z]的立方相晶体,将纯硼、石墨和六方氮化硼按x∶y∶z 原子百分比在真空或保护气氛下进行机械合金化50-200小时,以获得化合态的乱层石墨结构的B↓[x+z]C↓[y]N↓[z]前驱物粉末;(2)在手套箱中的氩气保护下,将前驱物粉末与触媒粉末按一定比例混合均匀,制成压坯,并与管状内衬、叶蜡石 管和石墨管状加热炉组装成组装块;(3)将组装块放在高压设备压腔中,在压力不低于5GPa,温度不低于1100℃条件...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员:田永君何巨龙于栋利刘世民郭俐聪李冬春
申请(专利权)人:燕山大学
类型:发明
国别省市:13[中国|河北]

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