[发明专利]立方晶氮化硼多晶体及其制造方法

说明书

一种立方晶氮化硼多晶体，其是含有96体积％以上的立方晶氮化硼的立方晶氮化硼多晶体，其中，所述立方晶氮化硼的位错密度为8×10¹⁵/m²以下，所述立方晶氮化硼多晶体含有多个晶粒，所述多个晶粒的当量圆直径的中值粒径d50小于100nm。

技术领域

本公开涉及立方晶氮化硼多晶体及其制造方法。本申请主张基于作为在2019年2月28日申请的日本专利申请的特愿2019-036263号的优先权、以及基于作为在2020年1月17日申请的国际申请的PCT/JP2020/001438的优先权。该日本专利申请以及国际申请所记载的全部记载内容通过参照而引用在本说明书中。

背景技术

立方晶氮化硼(以下，也记作“cBN”)具有仅次于金刚石的硬度，热稳定性以及化学稳定性也很优异，因此作为加工工具的材料而使用立方晶氮化硼烧结体。

作为立方晶氮化硼烧结体，使用含有10～40体积％左右的粘合剂的烧结体。但是，粘合剂成为使烧结体的强度、热扩散性降低的原因。

为了解决该问题，开发了如下方法：不使用粘合剂，在超高压高温下使六方晶氮化硼直接向立方晶氮化硼转变的同时进行烧结，由此得到不含有粘合剂的立方晶氮化硼烧结体。

在日本特开平11-246271号公报(专利文献1)中公开了如下技术：使低结晶性的六方晶氮化硼在超高温高压下直接转变为立方晶氮化硼烧结体，并且进行烧结，从而得到立方晶氮化硼烧结体。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平11-246271号公报

发明内容

本公开的立方晶氮化硼多晶体是含有96体积％以上的立方晶氮化硼的立方晶氮化硼多晶体，其中，

所述立方晶氮化硼的位错密度为8×10¹⁵/m²以下，

所述立方晶氮化硼多晶体含有多个晶粒，

所述多个晶粒的当量圆直径的中值粒径d50小于100nm。

本公开的立方晶氮化硼多晶体的制造方法是上述所述的立方晶氮化硼多晶体的制造方法，其中，

所述制造方法具备：

第一工序，在该第一工序中，准备当量圆直径的粒径d90为0.3μm以下的六方晶氮化硼粉末；以及

第二工序，在该第二工序中，使所述六方晶氮化硼粉末通过纤锌矿型氮化硼的稳定区域内的温度以及压力而加热加压至1500℃以上2200℃以下的温度以及10GPa以上的压力，从而得到立方晶氮化硼多晶体，

所述纤锌矿型氮化硼的稳定区域是在将温度设为T℃、将压力设为PGPa时同时满足下述式1以及下述式2的区域，

式1：P≥-0.0037T+11.301

式2：P≤-0.085T+117

在所述第二工序的加热加压路径中，向所述纤锌矿型氮化硼的稳定区域的突入温度为900℃以上。

本公开的立方晶氮化硼多晶体的制造方法是上述所述的立方晶氮化硼多晶体的制造方法，其中，

所述制造方法具备：

A工序，在该A工序中，准备热分解氮化硼；

B工序，在该B工序中，使所述热分解氮化硼通过纤锌矿型氮化硼的稳定区域内的温度以及压力而加热加压至最终烧结区域内的温度以及压力，从而得到立方晶氮化硼多晶体，