高纯细粒度聚晶立方氮化硼的高温高压制备与表征

本项目致力于研发具有自主知识产权的高纯细粒度聚晶立方氮化硼(PcBN)材料。cBN具有高硬度、高导热性、热稳定性好、耐磨性好、韧性强等优异性能，可广泛应用于淬硬钢、铸铁、超强度合金等相关材料的加工。传统PcBN烧结体中含有一定的金属或陶瓷的粘结剂，过多粘结剂的存在显著影响了PcBN的导热性和机械性能。本项目将选用一系列细粒度cBN初始材料，通过适当的粉末预处理，在国产六面顶大压机上通过高温高压烧结制备出高清洁界面、接近理想密度，并形成BN-BN共价键的聚晶材料，甚至透明的烧结体。该材料将兼具高硬度、高韧性、高耐磨性、高导热性，适合陶瓷及金属的无冷却剂高速切削，可广泛应用于汽车、航天等领域的精密加工，亦可在国防工作中用于制造装甲、穿甲和钻地弹弹头、航天飞行器信号采集及发射窗等。本项目既瞄准超硬材料领域高端产品的开发与应用，同时将在原子分子层次上研究高纯PcBN的高压烧结机理及热-动力学成因。

本项目不仅制备出了高纯细粒度PCBN烧结体，而且性能优越，显微硬度HV=75GPa(3kg负荷），已经超过了单晶CBN的显微硬度，从理论和实践中得出了亚微米材料也能够达到纳米材料才能达到的性能，为材料科学的发展开拓了新的思路。