立方氮化硼單晶1.0克，稱(chēng)量平均粒徑1.0微米的立方氮化硼單晶0.5克，在研缽中用研磨棒輕輕研磨混合，以目視均勻即可；(2)混合均勻的粉末裝入到預(yù)制模具中，常溫下在普通液壓機(jī)上經(jīng)60MPa壓制成坯塊；?將步驟⑵壓制的坯塊裝入高壓組裝體中，置于高壓壓砧之間，升壓到6.5GPa，升溫至1250°C，并保持20min ;然后緩慢降溫至室溫，并卸除壓力；去除組裝體殘留物并打磨；本例中獲得的燒結(jié)體表面光滑，組織致密，維氏硬度39GPa，斷裂韌性4.8MPa.M°_5。
[0029]實(shí)施例6.
[0030]⑴采用納米圓蔥頭-碳及微米級(jí)立方氮化硼為原料，按納米圓蔥頭-碳:立方氮化硼的質(zhì)量百分比為45:55，稱(chēng)量納米圓蔥頭-碳4.5克，稱(chēng)量平均粒徑5微米的立方氮化硼單晶3.5克，稱(chēng)量平均粒徑I微米的立方氮化硼單晶2.0克，在研缽中用研磨棒輕輕研磨混合，以目視均勻即可；⑵混合均勻的粉末裝入到預(yù)制模具中，常溫下在普通液壓機(jī)上經(jīng)60MPa壓制成坯塊；⑶將步驟⑵壓制的坯塊裝入高壓組裝體中，置于高壓壓砧之間，升壓到6.0GPa，升溫至1350°C，并保持1min ;然后緩慢降溫至室溫，并卸除壓力；去除組裝體殘留物并打磨；本例中獲得的燒結(jié)體表面光滑，組織致密，維氏硬度46GPa，斷裂韌性
5.0MPa.Ma5O
[0031]實(shí)施例7.
[0032]⑴采用納米圓蔥頭-碳及微米級(jí)立方氮化硼為原料，按納米圓蔥頭-碳:立方氮化硼的質(zhì)量百分比為25:75，稱(chēng)量納米圓蔥頭-碳2.5克，稱(chēng)量平均粒徑10微米的立方氮化硼單晶7.5克，在研缽中用研磨棒輕輕研磨混合，以目視均勻即可#)混合均勻的粉末裝入到預(yù)制模具中，常溫下在普通液壓機(jī)上經(jīng)60MPa壓制成坯塊；⑶將步驟⑵壓制的坯塊裝入高壓組裝體中，置于高壓壓砧之間，升壓到5.5GPa，升溫至1350°C，并保持15min ;然后緩慢降溫至室溫，并卸除壓力；去除組裝體殘留物并打磨；本例中獲得的燒結(jié)體表面光滑，組織致密，維氏硬度38GPa，斷裂韌性5.1MPa.M0.5。
[0033]實(shí)施例8.
[0034]⑴采用納米圓蔥頭-碳及微米級(jí)立方氮化硼為原料，按納米圓蔥頭-碳:立方氮化硼的質(zhì)量百分比為25:75，稱(chēng)量納米圓蔥頭-碳2.5克，稱(chēng)量平均粒徑0.5微米的立方氮化硼單晶7.5克，在研缽中用研磨棒輕輕研磨混合，以目視均勻即可；(2)混合均勻的粉末按需要的量裝入到預(yù)制模具中，常溫下在普通液壓機(jī)上經(jīng)60MPa壓制成坯塊；⑶將步驟⑵壓制的坯塊裝入高壓組裝體中，置于高壓壓砧之間，升壓到10.0GPa，升溫至1800°C，并保持1min ;然后緩慢降溫至室溫，并卸除壓力；去除組裝體殘留物并打磨；本例中獲得的燒結(jié)體表面光滑，組織致密，維氏硬度72GPa，斷裂韌性6.7MPa.M°_5。
[0035]實(shí)施例9.
[0036]⑴采用納米圓蔥頭-碳及微米級(jí)立方氮化硼為原料，按納米圓蔥頭-碳:立方氮化硼的質(zhì)量百分比為30:70，稱(chēng)量納米圓蔥頭-碳1.5克，稱(chēng)量平均粒徑0.5微米的立方氮化硼單晶3.5克，在研缽中用研磨棒輕輕研磨混合，以目視均勻即可；(2)混合均勻的粉末按需要的量裝入到預(yù)制模具中，常溫下在普通液壓機(jī)上經(jīng)60MPa壓制成坯塊；⑶將步驟⑵壓制的坯塊裝入高壓組裝體中，置于高壓壓砧之間，升壓到12.0GPa，升溫至1800°C，并保持20min ;然后緩慢降溫至室溫，并卸除壓力；去除組裝體殘留物并打磨；本例中獲得的燒結(jié)體表面光滑，組織致密，維氏硬度73GPa，斷裂韌性6.4MPa.M0.5。
[0037]實(shí)施例10.
[0038]⑴采用納米圓蔥頭-碳及微米級(jí)立方氮化硼為原料，按納米圓蔥頭-碳:立方氮化硼的質(zhì)量百分比為45:55，稱(chēng)量納米圓蔥頭-碳4.5克，稱(chēng)量平均粒徑0.1微米的立方氮化硼單晶5.5克，在研缽中用研磨棒輕輕研磨混合，以目視均勻即可；(2)混合均勻的粉末按需要的量裝入到預(yù)制模具中，常溫下在普通液壓機(jī)上經(jīng)60MPa壓制成坯塊；⑶將步驟⑵壓制的坯塊裝入高壓組裝體中，置于高壓壓砧之間，升壓到15.0GPa，升溫至1900°C，并保持20min ;然后緩慢降溫至室溫，并卸除壓力；去除組裝體殘留物并打磨；本例中獲得的燒結(jié)體表面光滑，組織致密，維氏硬度115GPa，斷裂韌性7.8MPa.M°_5。
[0039]實(shí)施例11.
[0040]⑴采用納米圓蔥頭-碳及微米級(jí)立方氮化硼為原料，按納米圓蔥頭-碳:立方氮化硼的質(zhì)量百分比為55:45，稱(chēng)量納米圓蔥頭-碳5.5克，稱(chēng)量平均粒徑0.5微米的立方氮化硼單晶4.5克，在研缽中用研磨棒輕輕研磨混合，以目視均勻即可；(2)混合均勻的粉末按需要量裝入到預(yù)制模具中，常溫下在普通液壓機(jī)上經(jīng)60MPa壓制成坯塊；⑶將步驟⑵壓制的坯塊裝入高壓組裝體中，置于高壓壓砧之間，升壓到10.0GPa，升溫至1800°C，并保持30min ;然后緩慢降溫至室溫，并卸除壓力；去除組裝體殘留物并打磨；本例中獲得的燒結(jié)體表面光滑，組織致密，維氏硬度103GPa，斷裂韌性7.1MPa.M°_5。
[0041]實(shí)施例12.
[0042](I)采用納米圓蔥頭-碳及微米級(jí)立方氮化硼為原料，按納米圓蔥頭-碳:立方氮化硼的質(zhì)量百分比為35:65，稱(chēng)量納米圓蔥頭-碳3.5克，稱(chēng)量平均粒徑4微米的立方氮化硼單晶3.0克，稱(chēng)量平均粒徑1.0微米的立方氮化硼單晶3.5克，在研缽中用研磨棒輕輕研磨混合，以目視均勻即可#)混合均勻的粉末裝入到預(yù)制模具中，常溫下在普通液壓機(jī)上經(jīng)60MPa壓制成坯塊心)將步驟⑵壓制的坯塊裝入高壓組裝體中，置于高壓壓砧之間，升壓到7.0GPa，升溫至1400°C，并保持1min ;然后緩慢降溫至室溫，并卸除壓力；去除組裝體殘留物并打磨；本例中獲得的燒結(jié)體表面光滑，組織致密，維氏硬度70GPa，斷裂韌性6.2MPa.M0.5。
[0043]實(shí)施例13.
[0044]⑴采用納米圓蔥頭-碳及微米級(jí)立方氮化硼為原料，按納米圓蔥頭-碳:立方氮化硼的質(zhì)量百分比為40:60，稱(chēng)量納米圓蔥頭-碳4.0克，稱(chēng)量平均粒徑0.5微米的立方氮化硼單晶6.0克，在研缽中用研磨棒輕輕研磨混合，以目視均勻即可；(2)混合均勻的粉末按需要的量裝入到預(yù)制模具中，常溫下在普通液壓機(jī)上經(jīng)60MPa壓制成坯塊；⑶將步驟⑵壓制的坯塊裝入高壓組裝體中，置于高壓壓砧之間，升壓到8.0GPa，升溫至1200°C，并保持15min ;然后緩慢降溫至室溫，并卸除壓力；去除組裝體殘留物并打磨；本例中獲得的燒結(jié)體表面光滑，組織致密，維氏硬度71GPa，斷裂韌性7.0MPa.M0.5。
[0045]實(shí)施例14.
[0046](I)采用納米圓蔥頭-碳及微米級(jí)立方氮化硼為原料，按納米圓蔥頭-碳:立方氮化硼的質(zhì)量百分比為75:25，稱(chēng)量納米圓蔥頭-碳3.0克，稱(chēng)量平均粒徑I微米的立方氮化硼單晶1.0克，在研缽中用研磨棒輕輕研磨混合，以目視均勻即可#)混合均勻的粉末裝入到預(yù)制模具中，常溫下在普通液壓機(jī)上經(jīng)60MPa壓制成坯塊；⑶將步驟⑵壓制的坯塊裝入高壓組裝體中，置于高壓壓砧之間，升壓到9.0GPa，升溫至1300°C，并保持20min ;然后緩慢降溫至室溫，并卸除壓力；去除組裝體殘留物并打磨；本例中獲得的燒結(jié)體表面光滑，組織致密，維氏硬度40GPa，斷裂韌性5.0MPa.M0.5。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種納米金剛石/立方氮化硼塊體，其特征在于:它是由質(zhì)量百分?jǐn)?shù)25-75的納米圓蔥頭-碳與質(zhì)量百分?jǐn)?shù)75-25的立方氮化硼兩種原料燒結(jié)成的超硬復(fù)合材料塊體，其維氏硬度為25-115GPa，斷裂韌性為4.6-7.8MPa.Ma 5。2.權(quán)利要求1的納米金剛石/立方氮化硼塊體的制備方法，其特征在于: (I)取納米圓蔥頭-碳及微米級(jí)立方氮化硼原料，并且納米圓蔥頭-碳:立方氮化硼=25-75:75-25 (質(zhì)量百分比)，將兩種粉末混合，然后將混勻的粉末裝入預(yù)制的模具中，常溫下在普通液壓機(jī)上經(jīng)60MPa壓制成坯塊； ⑵將步驟⑴壓制的坯塊裝入高壓組裝體中，再將該高壓組裝體置于高壓壓砧之間，進(jìn)行高溫、高壓燒結(jié)，其壓力為5-15GPa，溫度為1100-1900°C，并保持l_60min ;然后緩慢降溫至室溫，并卸除壓力；得到組織致密、外觀為塊狀的納米金剛石/立方氮化硼超硬復(fù)合材料。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的納米金剛石/立方氮化硼塊體的制備方法，其特征在于:對(duì)上面獲得的納米金剛石/立方氮化硼超硬復(fù)合材料塊體進(jìn)行后處理，去除燒結(jié)體外的組裝體殘留物并打磨。
【專(zhuān)利摘要】一種納米金剛石/立方氮化硼塊體，它是由質(zhì)量百分?jǐn)?shù)25-75的納米圓蔥頭-碳與質(zhì)量百分?jǐn)?shù)75-25的立方氮化硼兩種原料燒結(jié)成的超硬復(fù)合材料塊體，其維氏硬度為25-115GPa，斷裂韌性為4.6-7.8MPa·M0.5；其制備方法主要是：將納米圓蔥頭-碳及微米級(jí)立方氮化硼按25-75:75-25(質(zhì)量百分比)，將兩種粉末混合，然后將粉末裝入預(yù)制的模具中，常溫下在普通液壓機(jī)上經(jīng)60MPa壓制成坯塊；將壓制的坯塊裝入高壓組裝體中，再將該高壓組裝體置于高壓壓砧之間，進(jìn)行高溫、高壓燒結(jié)；然后緩慢降溫至室溫，并卸除壓力；得到組織致密、外觀為塊狀的納米金剛石/立方氮化硼超硬復(fù)合材料。本發(fā)明的塊體中金剛石與立方氮化硼性能互補(bǔ)，使該復(fù)合材料塊體兼具金剛石的高硬度及立方氮化硼對(duì)鐵族元素的惰性。
【IPC分類(lèi)】C04B35/5831, C04B35/645, C04B35/528
【公開(kāi)號(hào)】CN104926315
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510385981
【發(fā)明人】鄒芹, 王明智, 唐虎, 王曉磊, 柯雨蛟, 趙玉成
【申請(qǐng)人】燕山大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年9月23日
【申請(qǐng)日】2015年7月3日