HIGH PRESSURE SYNTHESIS OF HARD MATERIALS : C, BN

Résumé
Synthèse des matériaux super-durs : Nous présentons une revue concernant le diamant et le nitrure de bore cubique (cBN) et une discussion des technologies-clés de synthèse de ces matériaux. Nous décrivons une enceinte haute pression de grand volume pour étudier la croissance de monocristaux et le frittage de masses relativement importantes. Nous présentons l'appareillage dit "flat-belt" prévu pour réaliser une enceinte d'un volume de l'ordre du litre pour la gamme de pression 6 à 7 GPa. Pour obtenir des monocristaux de grandes dimensions et de bonne qualité, le choix de l'environnement chimique qui contrôle les impuretés résiduelles est décisif. Nous présentons les résultats obtenus, de ce point de vue, pour l'élaboration de diamant monocristallin. Le frittage de poudres de diamant ou cBN de haute pureté est également un sujet d'importance capitale pour les applications industrielles . Nous présentons une méthode de frittage réactif qui, partant d'une poudre de la phase basse pression aboutit à un matériau fritté dans la phase haute pression, la transformation de phase ayant lieu pendant le frittage est accélérée par la présence d'un catalyseur. Le frittage réactif de BN hexagonal additionné d'une petite quantité de nitrure de magnésium a permis d'obtenir un solide fritté translucide de cBN de haute pureté.

Abstract
Synthetic methods of superhard materials : diamond and cBN are reviewed and key technology to study these interesting materials are discussed. Large volume high pressure chamber can be used to study single crystal growth and sintering of relatively larger size body. Flat - belt apparatus which is a candidate to realize liter-class chamber volume at 6-7 GPa range was presented. To obtain larger size and better quality single crystals , selection of chemical environment to control miner impurity is very important. The results of the diamond single crystal growth was presented from this point. Sintering of high pure powder of diamond or cBN are also prime important subject to study for their application to the industrial materials. We presented reaction sintering method which start from low pressure phase and sinter to high pressure phase during the phase transformation by the aid of small amount of transformation catalyst . Reaction sintering of hBN with adding small amount of magnesium nitride could obtained translucent high pure cBN compact.