，所述碳化硼納米層結(jié)合于金剛石顆粒表面；所述硼合金納米層結(jié)合于所述碳化硼納米層表面。
[0058]優(yōu)選地，所述的復(fù)合涂層還含有硼納米層，且所述硼納米層位于所述碳化硼納米層和硼合金納米層之間。
[0059]優(yōu)選地，所述的硼合金納米涂層包括:硼銅合金納米涂層、硼鋁合金納米涂層、硼鋅合金納米涂層、硼鎳合金納米涂層、硼銀合金納米涂層等。
[0060]優(yōu)選地，所述的所述復(fù)合涂層的總厚度為1-1OOOOOOnm;較佳地，為10 -500000nm。
[0061]制備方法
[0062]本發(fā)明所述的金剛石復(fù)合體的制備方法中，所述的加熱反應(yīng)通常是在800-1400。。(優(yōu)選1150-13500C )下進(jìn)行，反應(yīng)的時(shí)間通常為1-240分鐘(優(yōu)選為60-120分鐘)。所述的加熱反應(yīng)為在真空中或在壓力為lPa_120kPa之間的氣氛中進(jìn)行的反應(yīng)。
[0063]在一優(yōu)選例中，本發(fā)明的制備方法包括步驟:
[0064](I)提供一種包含金剛石顆粒、硼原料、銅原料和有機(jī)溶劑的混合漿料；
[0065](2)在真空下或在氫氣、氬氣或其組合的惰性氣氛或還原性氣氛中，將步驟⑴的混合漿料進(jìn)行加熱反應(yīng)，從而得到一金剛石復(fù)合體；且所述硼合金為硼銅合金。
[0066]按步驟(I)的混合漿料總重量計(jì)算，金剛石顆粒的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5 - 95wt% ;較佳地為 20 — 85wt% ;更佳地為 20 - 65wt%。
[0067]按步驟⑴的混合漿料總重量計(jì)算，硼原料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10 - 90wt% ;較佳地為10 - 50wt% ;更佳地為 10 - 40wt%。
[0068]按步驟(I)的混合漿料總重量計(jì)算，銅原料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10 - 95wt% ;較佳地為20 - 85wt% ;更佳地為 30 - 75wt%。
[0069]按步驟(I)的混合漿料總重量計(jì)算，有機(jī)溶劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為O — 90wt% ;較佳地為1- 35wt% ;更佳地為 I — 5wt%。
[0070]在另一優(yōu)選例中，本發(fā)明的制備方法包括步驟:
[0071](a)提供一包含金剛石顆粒、硼原料和有機(jī)溶劑的混合漿料；和
[0072](b)在真空下或在氫氣、氬氣或其組合的惰性氣氛或還原性氣氛中，將步驟(a)的混合漿料進(jìn)行加熱反應(yīng)，從而得到金剛石復(fù)合體中間體；和
[0073](c-1)將步驟(b)制得的金剛石復(fù)合體中間體與合金金屬原料和有機(jī)溶劑共混，在真空下或在氫氣、氬氣或其組合的惰性氣氛或還原性氣氛中，進(jìn)行加熱反應(yīng)，從而得到金剛石復(fù)合體；或
[0074](c-2)步驟(b)制得的金剛石復(fù)合體中間體經(jīng)化學(xué)鍍或電鍍處理，在該中間體的表面上鍍覆一層合金金屬層，然后，在真空下或在氫氣、氬氣或其組合的惰性氣氛或還原性氣氛中，進(jìn)行加熱反應(yīng)，從而得到金剛石復(fù)合體。
[0075]按步驟(a)的混合漿料總重量計(jì)算，金剛石顆粒的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5 - 95wt% ;較佳地為20 — 85wt% ;更佳地為20 - 65wt% ;和/或
[0076]按步驟(a)的混合漿料總重量計(jì)算，硼原料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10 - 90wt% ;較佳地為10 - 50wt% ;更佳地為 10 - 40wt% ;和 / 或
[0077]按步驟(a)的混合漿料總重量計(jì)算，有機(jī)溶劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為O — 90wt% ;較佳地為1- 35wt% ;更佳地為I 一 5wt% ;和/或
[0078]所述步驟(c-1)中，按共混后總重量計(jì)算，合金金屬原料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10 -95wt% ;較佳地為20 - 85wt% ;更佳地為30 — 75wt% ;和/或有機(jī)溶劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為O —90wt% ;較佳地為I 一 35wt% ;更佳地為I 一 5wt%。
[0079]現(xiàn)以金剛石-碳化硼納米層-硼銅合金納米層復(fù)合體為例，說明本發(fā)明的金剛石復(fù)合體的形成過程。首先將金剛石顆粒、硼粉、銅粉以及有機(jī)溶劑，混合均勻形成漿料，然后在高溫下，漿料中有機(jī)溶劑揮發(fā)后，均勻分布在金剛石顆粒表面的硼與金剛石表面的碳反應(yīng)生成碳化硼，同時(shí)銅粉逐步處于融化或半融化狀態(tài)，通過熔融液相將未反應(yīng)的硼傳輸?shù)轿捶磻?yīng)金剛石表面，使得金剛石顆粒表面均勻分布一層碳化硼層，然后由于碳化硼和硼良好的結(jié)合性，使得在碳化硼層外表面形成一層硼層，此狀態(tài)下硼層中硼原子活性較大，會(huì)和周圍的大量銅液相在金剛石顆粒最外層形成銅硼合金層。
[0080]應(yīng)用
[0081]本發(fā)明的金剛石復(fù)合體將金剛石與金屬之間通過化學(xué)鍵結(jié)合牢固的結(jié)合在一起，改善了金剛石與金屬之間的潤(rùn)濕性，特別是金剛石粉體與金屬之間的結(jié)合性。這種新型材料由于完全解決了金剛石與金屬之間結(jié)合性的問題，在機(jī)械、材料、電子等多方面具有很好的應(yīng)用前景，例如用于制備機(jī)械制品、復(fù)合材料、電子元器件。所述的機(jī)械制品可包括:刀具、磨具、銼刀、砂輪、鋸片、鉆頭等。所述的復(fù)合材料可包括:散熱基板、散熱片等。
[0082]本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)包括:
[0083]1.本發(fā)明提供了一種新型的金剛石復(fù)合體材料，顯著改善了金剛石與金屬之間結(jié)合強(qiáng)度的問題。在機(jī)械、材料、電子等多方面具有很好的應(yīng)用前景，例如用于制備機(jī)械制品、復(fù)合材料、電子元器件。
[0084]2.本發(fā)明還提供了上述復(fù)合材料的制備方法。該方法不同于以往的金剛石表面涂層的制備工藝，具有處理設(shè)備簡(jiǎn)單、便宜，制備工藝簡(jiǎn)單、快速的優(yōu)點(diǎn)。
[0085]下面結(jié)合具體實(shí)施，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。下列實(shí)施例中未注明具體條件的實(shí)驗(yàn)方法，通常按照常規(guī)條件，或按照制造廠商所建議的條件。除非另外說明，否則百分比和份數(shù)按重量計(jì)算。除非特別說明，本發(fā)明所用原料或試劑均市售可得。
[0086]實(shí)施例1金剛石-碳化硼-硼納米涂層復(fù)合體(作為本發(fā)明的金剛石復(fù)合體中間體)
[0087]將平均粒徑為100 μ m左右的金剛石顆粒與高純硼粉和少量聚乙二醇(分子量為2000)混合均勻制成混合物，按混合物總重量計(jì)算，硼粉占10wt%，聚乙二醇占5wt%。將混合物放在攪拌機(jī)中攪拌混合均勻制備成漿料。放入真空碳管爐中，抽真空至真空度約為l(T2Pa，然后通入氫氣，氣壓力為lPa-120kPa，升溫速率為10°C /min升溫至1250°C，保溫60min,然后隨爐冷卻至室溫。
[0088]將高溫處理過的混合物取出，分別過30目、60目、80目、100目、150目、300目篩，
然后超聲水洗除雜，去除過剩的硼粉，獲得金剛石-碳化硼-硼納米涂層復(fù)合體。該復(fù)合體的XRD衍射圖片如圖2所示，圖中顯示了金剛石顆粒表面生成了碳化硼。
[0089]實(shí)施例2金剛石-碳化硼-硼銅合金納米涂層復(fù)合體
[0090]將實(shí)施例1制得的金剛石-碳化硼-硼納米涂層復(fù)合體與銅粉、酒精制備成漿料，然后按漿料總重量計(jì)算，銅粉占10wt%，酒精占5wt%。將漿料放在攪拌機(jī)中攪拌混合均勻。放入真空碳管爐中，抽真空至真空度約為10_2Pa，然后通入氫氣，氣壓力為lPa_120kPa，升溫速率為10°C /min升溫至1000°C，保溫60min，然后隨爐冷卻至室溫。
[0091]將高溫處理過的混合物取出，分別過30目、60目、80目、100目、150目、300目篩，然后超聲水洗除雜，去除過剩的銅粉，獲得金剛石-碳化硼-硼銅合金納米涂層復(fù)合體。其電子顯微照片及能譜圖如圖3所示。
[0092]該復(fù)合體的掃描電子顯微鏡照片如圖3的A圖和B圖所示，圖中顯示了金剛石顆粒表面生長(zhǎng)有一涂層。
[0093]該復(fù)合體的EDS照片如在圖3的C圖所示。該涂層的能譜分析能確定金剛石顆粒表面元素的分布情況:該涂層中存在銅、硼、碳元素。
[0094]實(shí)施例3金剛石-碳化硼-硼鋁合金納米涂層復(fù)合體
[0095]將實(shí)施例2制得的金剛石-碳化硼-硼納米涂層復(fù)合體與鋁粉、酒精制備成漿料，然后按漿料總重量計(jì)算，鋁粉占10wt%，酒精占5wt%。將漿料放在攪拌機(jī)中攪拌混合均勻。放入真空碳管爐中，抽真空至真空度約為10_2Pa，然后通入氫氣，氣壓力為lPa_120kPa，升溫速率為10°C /min升溫至1000°C，保溫60min，然后隨爐冷卻至室溫。
[0096]將高溫處理過的混合物取出，分別過30目、60目、80目、100目、150目、300目篩，去除過剩的鋁粉，獲得金剛石-碳化硼-硼鋁合金納米涂層復(fù)合體。其電子顯微照片及能譜圖如圖4所示。
[0097]實(shí)施例4金剛石-碳化硼-硼鎳合金納米涂層復(fù)合體
[0098]將實(shí)施例2制得的金剛石-碳化硼-硼納米涂層復(fù)合體與鎳粉、酒精制備成漿料，然后按漿料總重量計(jì)算，鎳粉占20wt%，酒精溶液占5wt%。將漿料放在攪拌機(jī)中攪拌混合均勻。放入真空碳管爐中，抽真空至真空度約為10_2Pa，然后通入氫氣，氣壓力為lPa-120kPa，升溫速率為10°C /min升溫至1000°C，保溫60min，然后隨爐冷卻至室溫。
[0099]將高溫處理過的混合物取出，分別過30目、60目、80目、100目、150目、300目篩，然后超聲水洗除雜，去除過剩的鎳粉，獲得金剛石-碳化硼-硼鎳合金納米涂層復(fù)合體。其電子顯微照片及能譜圖如圖5所示。
[0100]實(shí)施例5金剛石-碳化硼-硼銅合金涂層復(fù)合體
[0101]將實(shí)施例2制得的金剛石-碳化硼-硼納米涂層復(fù)合體放入化學(xué)鍍銅溶液或電鍍銅溶液中在上述粉體表面鍍覆一層銅層，然后將該鍍覆銅的粉體放入真空碳管爐中，抽真空至真空度約為10_2Pa，然后通入氫氣，氣壓力為lPa-120kP