张新欣，师文建，赵 宇，薛慧春，禹国梁，李美霖，陈 辉，张 嘉，成泰民

(1.沈阳化工大学 理学院， 辽宁 沈阳 110142； 2.沈阳建筑大学 材料科学与工程学院， 辽宁 沈阳 110168； 3.东北大学 理学院， 辽宁 沈阳 110819； 4.西南交通大学 利兹学院， 四川 成都 614202)

超硬材料及硬质陶瓷材料常具有较高的硬度(一般维氏硬度高于40 GPa者定义为超硬材料，而维氏硬度高于20 GPa的定义为硬质材料)，超硬材料常作为研磨、切割、钻探等工具材料在工业中应用[1-2].金刚石是目前应用最为广泛的超硬材料之一，但金刚石在高温条件下(温度高于750 ℃)易与铁等发生化学反应或氧化[3-5]，因此，在加工一些含铁材料时受到限制.另一类应用较多的超硬材料是立方氮化硼[6-7]，相比金刚石而言，立方氮化硼具有更好的热学和化学稳定性，但它的硬度(～60 GPa)远低于金刚石(90～120 GPa).近年来，人们一直努力寻找和设计热学及化学稳定且硬度较高的新型超硬或硬质材料.随着尖端科技的发展，对材料的性能提出了更高的要求，一些兼具其他优异物理化学性能(如具有金属性或超导电性)的新型超硬或硬质材料有望在一些极端条件下作为特殊工具材料应用.因此,它们成为人们关注的热点，新型高硬度材料的研发成为材料科学及凝聚态物理学领域的重要课题.富硼轻元素化合物[8-10]，例如B13N2、B4C、B6O等,常具有基于硼二十面体的晶体结构，硼原子之间或轻元素(C，N及O)与硼原子间容易形成高强度、高密度的强共价键，因此，这类材料往往具有较高硬度，其高……