[发明专利]一种团簇纳米聚晶金刚石-碳化硅烧结体及其制备方法

权利要求书

1.一种团簇纳米聚晶金刚石-碳化硅烧结体，其特征在于，由包含微米级的团簇纳米聚晶金刚石颗粒和纳米级的硅粉的原料，在5GPa～12GPa，1100℃～1650℃条件下烧结制成，在团簇纳米聚晶金刚石-碳化硅烧结体中，团簇纳米聚晶金刚石颗粒的缝隙间填充有纳米晶粒的碳化硅粘接剂。

2.根据权利要求1所述的一种团簇纳米聚晶金刚石-碳化硅烧结体，其特征在于，所述原料中硅粉为纳米晶粒或非晶硅粉。

3.根据权利要求1所述的一种团簇纳米聚晶金刚石-碳化硅烧结体，其特征在于，在原料团簇纳米聚晶金刚石颗粒和硅粉中，硅粉的体积占比为3～15％。

4.根据权利要求1所述的一种团簇纳米聚晶金刚石-碳化硅烧结体，其特征在于，所述团簇纳米聚晶金刚石颗粒是由多个纳米金刚石晶粒直接键合生长在一起形成尺寸为0.2～5微米的团簇颗粒，纳米金刚石晶粒的尺寸为2～100纳米。

5.一种团簇纳米聚晶金刚石-碳化硅烧结体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、以体积占比计，将3～15％的纳米晶粒或非晶硅粉，和85～97％的微米级团簇纳米聚晶金刚石颗粒混合球磨，球磨至硅粉为无定形硅粉，得到混合粉料；

S2、将混合粉料放入模具中压成胚件；

S3、将胚件在5GPa～12GPa下烧结固化，烧结的温度为1100℃～1650℃，得到团簇纳米聚晶金刚石-碳化硅烧结体。

6.根据权利要求5所述的一种团簇纳米聚晶金刚石-碳化硅烧结体的制备方法，其特征在于，所述微米级团簇纳米聚晶金刚石颗粒的颗粒尺寸为0.2～5微米，所述硅粉的晶粒尺寸为40～80纳米。

7.根据权利要求5所述的一种团簇纳米聚晶金刚石-碳化硅烧结体的制备方法，其特征在于，在步骤S2中，在室温下，压强为5MPa～20MPa下保持压力1min～5min将模具中混合粉料压成胚件。

8.根据权利要求5所述的一种团簇纳米聚晶金刚石-碳化硅烧结体的制备方法，其特征在于，在步骤S3中，先将胚件于室温、压强为5GPa～12GPa下保压10min，然后升温至1100℃～1650℃进行恒温烧结。

9.根据权利要求5所述的一种团簇纳米聚晶金刚石-碳化硅烧结体的制备方法，其特征在于，在步骤S3中，烧结时间为30s～180s。

10.根据权利要求5所述的一种团簇纳米聚晶金刚石-碳化硅烧结体的制备方法，其特征在于，在步骤S3中，烧结的温度为1350℃～1650℃。