以金刚石和立方氮化硼为代表的超硬材料及制品已广泛应用于航天军工、电子机械、精密制造、高速铁路、地质勘探、矿物采掘等关系国计民生的各个领域，被誉为“战略物资”。在《新材料产业“十二五”发展规划》以及《新材料产业十二五重点产品目录》中均提出要发展高品级金刚石、高品级立方氮化硼和高效精密超硬材料制品，充分表明超硬材料的巨大经济效益，及其在国家经济、国防发展过程中不可替代的战略地位。

       还存在比单晶金刚石硬度高的物质吗？2003年日本人Irifune、Sumiya等报道，多晶石墨在12～25GPa、1600～2200℃的高压、高温条件下可发生相变直接转化成纳米聚晶金刚石。该纳米聚晶金刚石的微观结构由杂乱分布的多晶金刚石区域和层带状金刚石区域构成，这种特殊的微观结构使纳米聚晶金刚石块体具有高达120～140GPa的努普硬度，高于单晶金刚石的（100）面和（001）面的硬度（约 115 GPa）。此后一年他们研究了这种纳米聚晶金刚石的合成条件、硬度测定方法、微观结构以及石墨-金刚石的转化机制。

       2005年德国的Dubrovinskaia等人采用C60合成纳米聚晶金刚石。2007～2013年间Irifune的研究小组进行了大量的关于纳米聚晶金刚石的研究工作：通过比较由不同碳源（多晶石墨、无定形碳、玻璃碳、C60）合成所得的纳米聚晶金刚石块体的努普硬度以及压痕处的微观结构，得出纳米聚晶金刚石中层带状结构的金刚石层有利提高块体硬度的结论；研究了在15GPa、1500～1900℃的条件下不同碳源（准非晶烟尘、炭黑、热处理炭黑、多晶石墨和高定向热解石墨）中纳米金刚石成核的情况；在更低的压力范围成功制备出纳米聚晶金刚石；研究了初始石墨结构对纳米聚晶金刚石微观结构的影响；采用高定向石墨合成整体为层状结构的纳米聚晶金刚石块体。 

       含有层带状微观结构的纳米聚晶金刚石的硬度高于单晶金刚石的现象，为硬度的理论解释提出了新的问题。迄今为止关于物质的硬度已有多种理论解释，其中一些理论计算的硬度值同实验测量值之间已经能吻合的较好。比如有理论认为物质的硬度取决于晶体结构中结合键的键长、键密度、键的离子性、金属度、轨道形式等，该理论通过第一性原理计算获得的物质硬度值与实验值也较为一致。但是迄今为止关于硬度的解释都是针对单晶而言。而对于由多晶粒组成的物体，关于晶粒尺寸、界面形貌及分布、界面微观结构及晶粒间结合方式等因素对物质硬度的影响却了解极少，更没有系统的理论。致使更高硬度的材料合成具有相当大的盲目性。非常需要开展系统深入的研究。

       基于这一启发，我们对传统的金刚石合成工艺进行改进，并获得了一种新型的金刚石材料，并对新合成的金刚石进行了比较系统的测试。

       新合成材料的粒度测试如表1-1所示：

       由表1-1的数据可以看出，新合成材料的粒度主要集中在25/30，所以随机抽取了98粒进行静压实验，实验数据如表1-2：

       为了对比某企业现有的生产工艺合成的金刚石，我们随机选取某企业未筛分的金刚石产品，粒度同样为25/30的金刚石产品进行了静压实验，结果如表1-3：

        由表1-2可以看出对经过选型的金刚石随机进行静压实验，得出的数据跨度比较大，从143.5-928.4N，其平均数据为365.4N。由表1-3可以得出某企业的现有金刚石硬度的平均数据为145.6N，对比这两组数据可以看出我们新合成的材料硬度值已远超现有金刚石，如果合成的料再经过筛分和选型，加工工艺进一步优化调整，这一数据会有更大的提高。

       为了更直观的看到新合成材料的表面形貌，我们对生产的样品做了SEM分析，如图1-1：

       从得到的SEM图可以看出材料表面在未经过人工处理的情况下，其表面呈现层状纹路，与现有的金刚石不同，为了进一步分析新合成的材料，我们又对样品做了XRD和拉曼测试。

       对新合成材料的样品做了XRD测试，其数据如图1-2所示：

       从图中可以看出，金刚石在（400）晶格方向衍射峰很强，呈片状生长。

       对新合成材料的样品做了拉曼测试，如图1-3所示：

       从图1-3可以看出，新合成材料的样品在1332.25cm^-1出现金刚石特征峰，在图中并没有看到有别的峰出现，说明生成的结晶很好。

       基于以上分析和测试结果，我们合成的这种新型金刚石材料，与现有的金刚石形态不同，它具有更高的强度。经过我们的实验和分析，我们只是初步了解了这种新合成材料的理论性和可行性，但是还有一些基础性的知识，比如新材料成核后压力、温度和时间条件对晶粒生长的影响，晶粒尺寸对材料力学性能的影响等缺乏系统的研究。这些基本问题的解决将更好地指导我们在适宜的条件下获得更高硬度、高性能的新材料。