[发明专利]高纯高硬度聚晶立方氮化硼块体材料及其制备方法

权利要求书

1.一种高纯高硬度聚晶立方氮化硼块体材料，其特征在于该材料由亚微米级或/和微米级的单晶立方氮化硼晶粒直接键合而成，维氏硬度＞70GPa。

2.一种高纯高硬度聚晶立方氮化硼块体材料的制备方法，其特征在于工艺步骤如下：

（1）前驱体的制备

以平均粒径为0.23～0.42μm的立方氮化硼单晶粉末为原料，根据所制备的前驱体的尺寸计量原料，然后将计量好的原料放入金属容器中，继后将金属容器放入模具施压成型得前躯体，所施加的压强为6～14MPa，保压时间为3～8min；

（2）超高压烧结

将步骤（1）所得前驱体在施压下升温至1500～3000℃保温保压烧结5～60min，所施加的压强为8～12GPa，烧结时间届满后，将温度降至室温、压强降至常压得烧结体；

（3）烧结体的处理

将步骤（2）所得烧结体进行抛光处理并清洗、干燥，即得高纯高硬度聚晶立方氮化硼块体材料。

3.根据权利要求2所述高纯高硬度聚晶立方氮化硼块体材料的制备方法，其特征在于步骤（2）中以0.3～0.5GPa/min的速率将对前驱体施加的压强升至8～12GPa，再以100～260℃/min的速率将烧结温度升至1500～3000℃。

4.根据权利要求2或3所述高硬度聚晶立方氮化硼块体材料的制备方法，其特征在于步骤（2）中以80～220℃/min的速率将温度从1500～3000℃降至室温，再以0.25～0.45GPa/min的速率将压强从8～12GPa降至常压。

5.根据权利要求2或3所述高纯高硬度聚晶立方氮化硼块体材料的制备方法，其特征在于所述金属容器由不与立方氮化硼反应的金属材料制作。

6.根据权利要求4所述高纯高硬度聚晶立方氮化硼块体材料的制备方法，其特征在于所述金属容器由不与立方氮化硼反应的金属材料制作。

7.根据权利要求5所述高纯高硬度聚晶立方氮化硼块体材料的制备方法，其特征在于所述不与立方氮化硼反应的金属材料为锆、铌、钽或钼。

8.根据权利要求6所述高纯高硬度聚晶立方氮化硼块体材料的制备方法，其特征在于所述不与立方氮化硼反应的金属材料为锆、铌、钽或钼。