[发明专利]一种梯度型纳米微结构多晶超硬材料及其合成方法

权利要求书

1.一种梯度型纳米微结构多晶超硬材料，它包括提供了一种具有纳米微结构，没有明显晶界，组分结构可梯度设计的多晶超硬材料。

2.根据权利要求1的梯度型纳米微结构多晶超硬材料，其主体超硬组份包括BxCyNz以及Ti、V、Si等元素的碳化物或氮化物等。重要的是其内部超硬组份子晶间形成了交互式生长。

3.根据权利要求1的梯度型纳米微结构多晶超硬材料，子晶晶向不一致产生的生长应力分散在纳米微结构之中，没有形成内部应力集中。

4.一种生产梯度型纳米微结构多晶超硬材料的方法，包括以下步骤：

(1)提供一种生长纳米微结构的“纳米材料前体”；

(2)提供纳米合金粉末，用于子晶生长的纳米触媒；

(3)将纳米材料前体保持纳米活性；

(4)提供一种生长子晶；

(5)提供一种组合封装好的生长前体；

(6)将生长前体生长成梯度型纳米微结构多晶超硬材料。

5.根据权利要求4所述的生产梯度型纳米微结构多晶超硬材料的方法，其特征在于步骤(1)中，所选用的纳米材料前体为纳米碳管(CVD方法生长)和/或BxCyNz和/或金刚石和/或cBN微米超硬组份粉末(0.1-20微米)，以及四者的混合物。

6.根据权利要求4所述的生产梯度型纳米微结构多晶超硬材料的方法，其特征在于步骤(2)中，所选用的纳米合金粉末为选自铁、钴、镍、硅、钛、钒等，或其两钟，或两种以上合金纳米颗粒。

7.根据权利要求4所述的生产梯度型纳米微结构多晶超硬材料的方法，其特征在于步骤(3)中，包括在真空或保护气氛下，使纳米触媒和纳米碳材料充分混合，净化、压制，成型。

8.根据权利要求4所述的生产梯度型纳米微结构多晶超硬材料的方法，其特征在于步骤(4)中，所选用的生长子晶为BxCyNz，或者纯净金刚石单晶微米颗粒，或者纯净cBN单晶微米颗粒，或者三者之间的混合材料，其粒度为0.1-99微米。

9.根据权利要求4所述的生产梯度型纳米微结构多晶超硬材料的方法，其特征在于步骤(5)中，包括在真空和/或保护气氛下，使生长子晶颗粒和“纳米材料前体”组装接合，按设计原位封装。

10.根据权利要求4所述的生产梯度型纳米微结构多晶超硬材料的方法，其特征在于步骤(6)中，封装好的生长前体的生长条件是：温度1600K-2200K，压力大于8GPa，高压同时高温处理时间为15-1800秒。