×
01.12.2019
219.017.e983

СПОСОБ АДДИТИВНОГО ФОРМИРОВАНИЯ ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ АЛМАЗНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к производству изделий из алмазных материалов, по технологии аддитивного формирования изделий из алмазных порошков различной дисперсности, и может быть использовано в горнорудной и электронной промышленности при производстве алмазных вставок для буровых головок, а также при получении элементов пассивной электроники (варисторов, термисторов и др.). Способ аддитивного формирования изделий из поликристаллического алмаза включает последовательное нанесение слоев порошка природного алмаза с размером фракций от 1-20 мкм, при этом каждый слой порошка наносят в соответствии с конфигурацией изделия. После каждого нанесения слоя порошка проводят процесс химического осаждения алмаза из газовой фазы из смеси водорода и углеводородов на поверхность алмазного порошка, нанесенного в соответствии с конфигурацией изделия. Осаждение алмаза проводят в СВЧ разряде. Техническим результатом предложенного технического решения является повышение качества изделий из поликристаллического алмаза и упрощение технологии. 2 з.п. ф-лы, 1 пр., 1 табл.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к производству изделий из алмазных материалов, а именно к технологии аддитивного формирования изделий из алмазных порошков различной дисперсности, и может быть использовано в горнорудной и электронной промышленности при производстве алмазных вставок для буровых головок, а также при получении элементов пассивной электроники (варисторов, термисторов и др).

Известен способ получения изделий из поликристаллических алмазных материалов, включающий химическую очистку алмазного порошка, его окислительную обработку диоксидом углерода в течение 25-35 мин при температуре 600-900°С в присутствии соединений калия или натрия, выбранных из группы: гидроксид, карбонат, бикарбонат, и взятых в соотношении 1:(6-20) к алмазному порошку, охлаждение порошка до комнатной температуры, его обработку соляной кислотой с последующей промывкой дистиллированной водой до нейтральной реакции, обработку в течение 1 - 2 ч метаном при 500-600°С, прессовку порошка и его нагрев до высоких температур /Патент SU №914939997 МПК С01В 31/06, 1991 г./.

Недостатками этого способа являются длительность процесса подготовки исходных порошков перед компактированием вследствие многостадийности, использование сложного специализированного оборудования для обеспечения высоких давлений и температур и простота форм получаемых изделий.

Наиболее близким техническим решением является способ аддитивного формирования изделий из поликристаллического алмаза, включающий последовательное осаждение в форме изделия чередующихся слоев керамического порошка и керамического полимера, растворенного в растворителе, нагрев осажденного слоя до температуры разложения керамического полимера, но меньшей температуры спекания керамического порошка /Патент US №9302945/.

Недостатками этого технического решения являются отсутствие технологии, позволяющей получать керамический полимер в больших объемах, необходимых для формирования полноценной алмазной детали, и получаемое изделие не является алмазным, а алмазоподобным.

Задачей изобретения является устранение указанных выше недостатков.

Техническим результатом предложенного технического решения является повышение качества изделий из поликристаллического алмаза и упрощение технологии.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что в способе аддитивного формирования изделий из поликристаллического алмаза, включающем последовательное нанесение слоев порошка, используют алмазный порошок, каждый слой порошка наносят в соответствии с конфигурацией изделия, после каждого нанесения слоя порошка проводят процесс химического осаждения алмаза из газовой фазы из смеси водорода и углеводородов на поверхность алмазного порошка, нанесенного в соответствии с конфигурацией изделия.

Химическое осаждение алмаза проводят в СВЧ разряде.

Алмазный порошок имеет размеры от 1-20 мкм.

Углеводородными газами являются: метан, ацетилен, бутан, пропан и др.

Алмазный порошок представляет собой природный алмазный порошок и/или порошок.

Предложенный способ аддитивного формирования поликристаллических алмазных изделий из алмазного порошка состоит из следующих операций.

На подложку наносят слой алмазного порошка, по форме будущего изделия.

Подложку со слоем алмазного порошка помещают в установку для химического осаждения алмаза из газовой фазы.

Установку заполняют газовой смесью, содержащей водород и углеводород. В установке зажигают СВЧ плазменный разряд и проводят осаждение алмаза на поверхности алмазных порошков /Ссылка/.

Последовательность операции повторяют до получения изделия требуемой формы.

Пример исполнения

Для проведения процесса аддитивного формирования поликристаллических изделий из алмаза, были взяты различные фракции природного алмазного порошка: (1/0 мкм, 3/2 мкм, 5/7 мкм, 7/10 мкм, 14/20 мкм (ГОСТ Р 52370-2005)), водород ОСЧ марки (ГОСТ 3022-80), метан газообразный ОСЧ (ТУ 51-841-87).

Алмазный порошок наносили на подложку тонким слоем, форма нанесенного слоя - окружность диаметром 5 мм. Подложку с нанесенным алмазным порошком вносили в установку. С помощью вакуумного насоса в установке создавали вакуум, затем подавали смесь метана и водорода, после чего в реактор подавалась СВЧ энергия для генерации плазменного разряда, после того как возник плазменный разряд, проводили процесс осаждения алмаза из газовой фазы в течение 2-х часов, этого времени достаточно, чтобы срастить между собой слои алмазного порошка. После завершения процесс осаждения необходимо отключить подачу СВЧ энергии, отключить подачу метана и водорода, подать в установку атмосферное давление, затем извлечь подложку со скрепленным алмазным порошком, затем нанести следующий слой алмазного порошка и вновь внести подложку с изделием в установку. Повторять процесс необходимо до получения изделий нужной формы и размеров.

В таблице представлены технологические режимы аддитивного формирования изделий из алмазных порошков с использованием метода химического осаждения из газовой фазы

Как видно из таблицы для более мелких порошков количество сращиваемых слоев алмазного порошка меньше, чем для крупных, очевидно это связано с высокой удельной поверхностью более мелких порошков, пористое пространство насыпки, более мелких порошков зарастает быстрее, тем самым дальше реакции происходит лишь на верхнем слое алмазных порошков, а на глубине насыпки алмазного порошка идти не может.

Таким образом, предлагаемое техническое решение производит аддитивное формирование изделий сложной формы из алмазных порошков различной дисперсности в широком интервале концентраций углеводорода.

Для обеспечения химической чистоты изделия осаждение проводят в СВЧ разряде вследствие малой эрозии электродов, материалах которых присутствует в плазме разряда.

Для обеспечения сложной формы изделия используют порошок в диапазоне 1-20 мкм. При меньших размерах происходит слипание частиц порошка, а при больших - снижается скорость осаждения алмаза из газовой фазы вследствие уменьшения удельной площади поверхности порошка.

Для упрощения технологии осаждения используют наиболее распространенные газы углеводородов: метан, пропан, бутан и т.п.

Для увеличения скорости осаждения алмаза из газовой фазы берут природный или синтетический алмазный порошок.

Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 14 items.
10.04.2014
№216.012.b493

Тепловой диод

Изобретение относится к области теплотехники, в частности к регулировке температурных режимов теплонагруженных устройств, и может быть использовано в твердотельной и вакуумной электронике, в авиационном двигателестроении, а также других областях техники. Тепловой диод содержит, по меньшей мере,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002511948
Дата охранного документа: 10.04.2014
27.09.2014
№216.012.f710

Броневая защита от поражения ударным оружием

Изобретение относится к области военной техники, в частности к броневым защитным конструкциям. Броневая защита от поражения ударным оружием включает подложку и наружный покровный слой. Подложка выполнена одно- или двухслойной. Покровный слой выполнен из материала, скорость звука в котором...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002529085
Дата охранного документа: 27.09.2014
10.01.2015
№216.013.1738

Способ плазменно-электромагнитного воздействия на диэлектрический материал

Изобретение относится к технологии термической обработки твердых диэлектрических тел, включая их разрушение, в частности тел с низким коэффициентом поглощения электромагнитного излучения (горные породы, строительные материалы и пр.), и может быть использовано в горном деле и строительстве....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002537372
Дата охранного документа: 10.01.2015
10.08.2016
№216.015.526b

Источник рентгеновского излучения

Изобретение относится к рентгеновской технике, в частности к рентгеновским трубкам, и может быть использовано в радиационных технологиях, неразрушающем контроле, рентгеноструктурном анализе, медицине для диагностики и терапии, а также в других областях техники. Технический результат - повышение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002594172
Дата охранного документа: 10.08.2016
12.01.2017
№217.015.5c90

Теплоотвод (варианты)

Изобретение относится к твердотельной электронике, в частности к теплоотводам полупроводниковых приборов повышенной мощности, и может быть использовано в различных теплотехнических устройствах, работающих с большими удельными тепловыми нагрузками. Теплоотвод для охлаждения по крайней мере...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002589942
Дата охранного документа: 10.07.2016
12.01.2017
№217.015.6075

Электронная отпаянная пушка для вывода электронного потока из вакуумной области пушки в атмосферу или иную газовую среду

Изобретение относится к электронной технике, а именно к электронным пушкам, предназначенным для вывода электронного потока из вакуумной области пушки наружу: в атмосферу или иную газовую среду, и может быть использовано в полупроводниковой и квантовой электронике, в медицине, в плазмохимии....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002590891
Дата охранного документа: 10.07.2016
13.01.2017
№217.015.7907

Алмазный теплоотвод

Изобретение относится к твердотельной электронике, в частности к теплоотводам полупроводниковых приборов повышенной мощности, а также может быть использовано в различных теплотехнических устройствах, работающих с большими удельными тепловыми нагрузками. Техническим результатом изобретения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002599408
Дата охранного документа: 10.10.2016
25.08.2017
№217.015.b219

Материал керамического слоя теплозащитного покрытия

Изобретение относится к области теплотехники, а именно к теплозащитным покрытиям лопаток энергетических и транспортных турбин, и может быть использовано в других областях техники для защиты теплонагруженных конструкций. Покрытие содержит оксид циркония, оксид иттрия и оксид алюминия при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002613005
Дата охранного документа: 14.03.2017
10.05.2018
№218.016.3aec

Электронная отпаянная пушка для вывода электронного потока и рентгеновского излучения из вакуумной области в атмосферу

Изобретение относится к электронной технике и рентгенотехнике, а именно к электронным пушкам, предназначенным для инжекции высокоэнергетических электронов и рентгеновского излучения из вакуумной области пушки в атмосферу или иную среду, и может быть использовано в плазмохимии, биологии,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002647489
Дата охранного документа: 16.03.2018
10.05.2018
№218.016.3b78

Электронная отпаянная пушка для вывода электронного потока из вакуумной области пушки в атмосферу или иную газовую среду

Изобретение относится к электронной технике, а именно к электронным пушкам, предназначенным для вывода электронного потока из вакуумной области пушки наружу: в атмосферу или иную газовую среду, и может быть использовано в полупроводниковой электронике для создания мощных миниатюрных структур, в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002647487
Дата охранного документа: 16.03.2018
Showing 1-10 of 33 items.
20.04.2013
№216.012.3714

Способ изготовления твердого сплава с регулированием распределения и количества углерода в его объеме

Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к изготовлению твердосплавных пластин для оснащения металлорежущего инструмента. Для изготовления твердого сплава с регулируемым распределением и количеством углерода в его объеме проводят шихтовку и размол смеси порошков тугоплавких...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479653
Дата охранного документа: 20.04.2013
10.04.2014
№216.012.b309

Способ получения металлического рения путем восстановления перрената аммония

Изобретение относится к области металлургии редких тугоплавких металлов. Способ получения металлического рения путем восстановления перрената аммония включает размещение порошка перрената аммония в лодочке и его восстановление противотоком остро осушенного водорода с непрерывным продвижением...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002511549
Дата охранного документа: 10.04.2014
20.08.2014
№216.012.eaa1

Способ стабилизации механических характеристик изделий из твердых сплавов

Изобретение относится к металлургии, преимущественно к способам модификации изделий из твердых сплавов, применяемых для холодной и горячей механической обработки металлов и металлических сплавов, например, резанием. Твердосплавное изделие облучают быстрыми электронами при флюенсах, меньших 1·10...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525873
Дата охранного документа: 20.08.2014
27.09.2014
№216.012.f710

Броневая защита от поражения ударным оружием

Изобретение относится к области военной техники, в частности к броневым защитным конструкциям. Броневая защита от поражения ударным оружием включает подложку и наружный покровный слой. Подложка выполнена одно- или двухслойной. Покровный слой выполнен из материала, скорость звука в котором...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002529085
Дата охранного документа: 27.09.2014
10.01.2015
№216.013.1b5e

Способ создания покрытия

Изобретение относится к области металлургии, преимущественно к способам модификации изделий из твердых сплавов или сталей, применяемых для холодной и горячей механической обработки металлов и сплавов, например обработки резанием. Предложен способ формирования износостойкого покрытия из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002538434
Дата охранного документа: 10.01.2015
27.01.2016
№216.014.bd06

Способ получения ионно-плазменного вакуумного-дугового керамикометаллического покрытия tin-cu для твердосплавного режущего инструмента расширенной области применения

Изобретение относится к способу получения наноструктурного керамикометаллического покрытия TiN-Cu на твердосплавном режущем инструменте и может быть использовано в металлообработке. Проводят предварительную очистку поверхности инструмента и последующее вакуумно-дуговое осаждение покрытия...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002573845
Дата охранного документа: 27.01.2016
10.08.2016
№216.015.526b

Источник рентгеновского излучения

Изобретение относится к рентгеновской технике, в частности к рентгеновским трубкам, и может быть использовано в радиационных технологиях, неразрушающем контроле, рентгеноструктурном анализе, медицине для диагностики и терапии, а также в других областях техники. Технический результат - повышение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002594172
Дата охранного документа: 10.08.2016
12.01.2017
№217.015.5c90

Теплоотвод (варианты)

Изобретение относится к твердотельной электронике, в частности к теплоотводам полупроводниковых приборов повышенной мощности, и может быть использовано в различных теплотехнических устройствах, работающих с большими удельными тепловыми нагрузками. Теплоотвод для охлаждения по крайней мере...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002589942
Дата охранного документа: 10.07.2016
12.01.2017
№217.015.6075

Электронная отпаянная пушка для вывода электронного потока из вакуумной области пушки в атмосферу или иную газовую среду

Изобретение относится к электронной технике, а именно к электронным пушкам, предназначенным для вывода электронного потока из вакуумной области пушки наружу: в атмосферу или иную газовую среду, и может быть использовано в полупроводниковой и квантовой электронике, в медицине, в плазмохимии....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002590891
Дата охранного документа: 10.07.2016
13.01.2017
№217.015.7907

Алмазный теплоотвод

Изобретение относится к твердотельной электронике, в частности к теплоотводам полупроводниковых приборов повышенной мощности, а также может быть использовано в различных теплотехнических устройствах, работающих с большими удельными тепловыми нагрузками. Техническим результатом изобретения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002599408
Дата охранного документа: 10.10.2016
+ добавить свой РИД