超硬透明多晶立方氮化硼材料被成功合成

• 作者: 网易号
• 来源期刊: 超硬材料工程
• 年，卷（期）: 2021,（2）
• 页码范围: 60
• 页数: 1页
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1673-1433.2021.02.018

摘要

近日,四川大学高压科学与技术实验室与地球物理研究室联合研制出硬度高达 69 GPa 的透明纳米多晶氮化硼块体材料(PcBN),成为仅次于金刚石的第二大透明超硬材料. 超硬透明材料在工业、能源、航天和国防工程中的应用中非常广泛且重要,目前主要使用金刚石、Al2 O3 和c-Si3N4 等材料.其中,金刚石的硬度最高(>80GPa),但是其高昂的造价限制了它的使用范围.其他透明材料的硬度最高仅达34 GPa,较低的硬度也限制了其在某些极端条件下的应用.寇自力、张友君以及赵梦溪等利用四川大学铰链式六面顶压机在高温高压条件下成功合成了透明纳米多晶立方氮化硼块体材料.研究者通过将市售立方氮化硼粉末在约 14 GPa和 1700℃～1800 ℃条件下进行高温高压烧结,获得了平均晶粒约为200 nm的透明立方氮化硼块体,其直径约为3 mm,厚度约为2 mm.烧结的样品在具有较好的透光性的同时(400～1500 nm波长下具有约 70％的透射率)还具备非常好的力学性能,其硬度约达到 69 GPa,断裂韧性为 11～14 MPa·m1/2.