传统的硬度−韧性平衡对超硬材料的发展提出了巨大的挑战。由于强共价键和固有的脆性，微结构工程在提高力学性能方面的巨大优势需要在超硬材料方面进行进一步的探索。

近日，燕山大学Zhisheng Zhao，Bo Xu以精心制备的前驱体（均匀包裹洋葱碳纳米颗粒的hBN微薄片）为原料，在高压和高温下通过相变合成了非均相金刚石-cBN复合材料。

文章要点

1）合成的复合材料继承了前体的结构：cBN区域具有各向异性剖面，横向跨越数微米，厚度为数百纳米，嵌入在具有高密度纳米孪晶的纳米颗粒金刚石基体中。

2）在不牺牲硬度的前提下，多相金刚石-cBN复合材料获得了16.9±0.8 MPa m1/2的高断裂韧性，远超单晶金刚石和cBN的断裂韧性。

3）详细的TEM分析表明，多种增韧机制与显微组织密切相关。

这项工作揭示了超硬材料优异力学性能的微观结构工程。

参考文献

Baozhong Li, et al, Heterogeneous Diamond-cBN Composites with Superb Toughness and Hardness, Nano Lett., 2022

DOI: 10.1021/acs.nanolett.2c01716

https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.2c01716