[发明专利]超高硬度纳米孪晶金刚石块体材料及其制备方法

权利要求书

1.一种制备金刚石块体材料的方法，包括以下步骤：

(1)使用无核洋葱碳为原料，放入模具中压成具有一定形状的预制坯；

(2)将预制坯放入高压合成模具中，保持在压力4-25GPa、温度1200-2300℃的条件下保温1-600分钟；

(3)卸压冷却。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所制备的金刚石块体材料的维氏硬度为155-350GPa、努普硬度为140-240GPa。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所制备的金刚石块体材料的体积为1-2000mm³。

4.如权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于：所制备的金刚石块体材料是超高硬度纳米孪晶金刚石块体材料。

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于：超高硬度纳米孪晶金刚石块体材料晶粒的内部含高密度孪晶，孪晶宽度1～15nm，是一种具有闪锌矿结构的纳米孪晶多晶体。

6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所用的无核洋葱碳颗粒的粒径为5-70nm，纯度＞90％。

7.一种超高硬度纳米孪晶金刚石块体材料，其晶粒粒径为2-100nm，晶粒内部为含高密度孪晶的纳米晶立方结构，其维氏硬度为155-350GPa，努普硬度为140-240GPa。

8.如权利要求7所述的超高硬度纳米孪晶金刚石块体材料，其特征在于：所述金刚石块体材料的体积为1-2000mm³。

9.如权利要求7或8所述的超高硬度纳米孪晶氮化硼块体材料，断裂韧性(K_1C)为10-30MPa·m^1/2。