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本发明提供了一种极硬高韧纳米聚晶金刚石复合材料及其制备方法。属于高韧性极硬材料制备领域，极硬高韧纳米聚晶金刚石复合材料由立方相金刚石和立方碳组成，所述立方相金刚石的摩尔百分比为70‑90％，立方碳的摩尔百分比为10‑30％。本发明极硬高韧纳米聚晶金刚石复合材料的制备方法具体包括如下步骤：以石墨烯为原料，将石墨烯在模具中预压制为圆柱体，把预压制后的样品进行高温高压合成反应，高温高压合成反应后冷却卸压得到极硬高韧纳米聚晶金刚石复合材料。与现有技术相比，本发明极硬高韧纳米聚晶金刚石复合材料具有立方金刚石+立方碳两相，相比单晶金刚石在保持硬度相比拟情况下，韧性提高1‑2倍。

本发明公开了一种低压下基于石墨制备金刚石的方法，该方法结合第一性原理理论计算和实验研究，通过将过渡族金属沉积到石墨表面，实现了低压下石墨向金刚石的转变；本发明具有条件温和、成本低廉的优势，并且对设备要求较低、工艺简单、易于操作，得到的过渡金属终止的金刚石具有半导体性质，为金刚石电子器件应用提供新材料。

本发明公开了一种兼具断裂韧性和硬度的B6O‑金刚石复合材料及其制备方法，以B6O和炭黑纳米粉体为原料，在高压和高温下合成烧结良好的B6O‑金刚石复合材料。炭黑在高压高温条件下转化为金刚石纳米颗粒，同时形成高强度B6O‑金刚石共格界面。超细B6O和金刚石纳米颗粒与高强度B6O‑金刚石共格界面协同构建了优异的复合材料力学性能。B6O‑金刚石复合材料的硬度(43GPa)与聚晶金刚石PCD(40～60GPa)相当，而断裂韧性(7.6MPa·m1/2)比之前合成的多晶B6O陶瓷(1.7～3.1MPa·m1/2)和B6O基复合材料(3～4MPa·m1/2)提高了数倍。通过断裂行为分析表明，B6O‑金刚石复合材料的增韧机制主要为纳米孪晶增韧、裂纹偏转和裂纹桥接。

本发明公开了一种水热合成碳球制备聚晶金刚石微米球的方法，属于材料制备领域。该方法是以0.1‐0.2mol/L的葡萄糖溶液为原料，利用水热法在200℃烘箱中恒温24小时合成碳微米球；制备的碳微米球分散到球磨得到的氯化钠超细粉体中形成的混合物为原料，装入模具压制成型，脱模后装入氧化镁埚中，与传压介质氧化镁、铼管炉、铬酸镧圈、氧化铝柱组成组装块，放入烘箱120℃恒温3‐4小时；取出组装块置于高温高压装置中，在超高压下，高温反应，得到聚晶金刚石微米球。本发明制备聚晶金刚石微米球不添加任何催化剂，获得的金刚石微米球大小均匀，块体致密，维氏硬度达到60‐80GPa。