纳米结构立方氮化硼—金刚石聚晶的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种新型纳米结构立方氮化硼—金刚石聚晶的制备技术。采用六方氮化硼与金刚石混合粉末或立方氮化硼与金刚石混合粉末为原材料，原材料中金刚石所占质量分数为10%—90%。经净化除杂后，不添加任何粘结剂，装配烧结单元，直接经高温超高压烧结制备纳米结构立方氮化硼—金刚石聚晶。这种纳米结构立方氮化硼—金刚石聚晶，物相分布均匀，立方氮化硼晶粒为纳米尺寸，金刚石晶粒均匀分布在纳米立方氮化硼晶粒中，大面积形成结合紧密、高强度的纳米立方氮化硼—金刚石界面。这使得本发明专利技术的高性能纳米结构立方氮化硼—金刚石聚晶的硬度与金刚石单晶硬度相当，热稳定性，硬度，及耐磨性也明显优于含金属粘结剂的金刚石聚晶。

【技术实现步骤摘要】
纳米结构立方氮化硼—金刚石聚晶的制备方法本专利技术涉及一种以六方氮化硼与金刚石混合粉末或立方氮化硼与金刚石混合粉末为原材料，通过净化处理，在高温超高压条件下制备高性能纳米结构立方氮化硼—金刚石聚晶超硬材料的方法，属于无机非金属材料领域。技术背景金刚石与立方氮化硼是目前工业中应用最广泛的两种超硬材料。金刚石是自然界中已知最硬的物质，具有极高的耐磨性、抗压强度、散热速率，金刚石单晶价格昂贵且具有解离面，工业中很多领域使用性价比更高的聚晶金刚石材料来代替金刚石单晶。聚晶金刚石被广泛应用于非铁金属和不含铁合金的切削加工，石油天然气及矿业勘采，木质地板加工等领域。立方氮化硼的硬度约为金刚石的一半，是仅次于金刚石的第二硬材料，但是立方氮化硼拥有比金刚石更高的热稳定性且不易和铁元素发生化学反应，因而可以用来加工铁金属或含铁合金，立方氮化硼单晶价格昂贵且具有解离面，工业中很多领域使用性价比更高的聚晶立方氮化硼材料来代替立方氮化硼单晶。聚晶立方氮化硼由于具有较高的红硬性，较高的耐磨性以及高的热稳定性而被广泛应用于铁金属和含铁合金的切削加工。立方氮化硼—金刚石聚晶材料兼顾了聚晶金刚石与聚晶立方氮化硼的优点本文档来自技高网...

【技术保护点】
纳米结构立方氮化硼—金刚石聚晶的制备方法，其特征在于：在高温高压条件下，采用六方氮化硼与金刚石混合粉末或立方氮化硼与金刚石混合粉末为原材料，包括如下工艺步骤：一、机械混合，得到混合均匀的粉体原料；?二、真空高温处理，净化微粉表面；三、高温超高压烧结，使混合原料中的六方氮化硼或立方氮化硼转化为纳米结构的立方氮化硼，得到高性能纳米结构立方氮化硼—金刚石聚晶块体材料。

【技术特征摘要】
1.纳米结构立方氮化硼—金刚石聚晶的制备方法，其特征在于：采用六方氮化硼与金刚石混合粉末或立方氮化硼与金刚石混合粉末为原材料，原材料中金刚石所占质量分数为10%—90%，在高温超高压条件下，其中压力为8-20GPa,温度为1000-2700℃，原材料中的六方氮化硼相变为纳米结构的立方氮化硼或原材料中的立方氮化硼经高压破碎为纳米晶粒，金刚石晶粒均匀分布在纳米立方氮化硼晶粒中，大面积形成结合紧密、高强度的纳米立方氮化硼—金刚石界面，最终烧结成纳米结构立方氮化硼—金刚石聚晶；包括如下工艺步骤：一、机械混合，得到混合均匀的粉体原料；二、除杂，得到高纯度六方氮化硼与金刚石混合粉末或立方氮化硼与金刚石混合粉末初始材料；除杂的工艺流程为：连续酸溶、粉液分离洗涤、加热烘干三道工序，其中酸的种类，浓度和与原料的比值可根据具体情况适当变动；a.连续酸溶:（1）将原料置于聚四氟乙烯容器中，加入浓度为20%-40%的氢氟酸，氢氟酸与原料微粉的加入量比值为1-2毫升/克拉，酸溶时在20-100℃水浴加热并用搅拌装置连续搅拌，处理时间为72小时，处理完毕后，待微粉沉降完毕，倒去液体，并用去离子水重复稀释至接近中性；（2）将氢氟酸处理后的原料微粉置于玻璃烧杯中，加入浓度为20%-3...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海阔，赵志伟，陈永杰，彭进，邹文俊，其他发明人请求不公开姓名，
申请(专利权)人：河南工业大学，
类型：发明
国别省市：