超硬材料是指維氏硬度超過40 GPa的材料，可分為天然以及人造兩種。前者主要包括天然的鉆石，后者則包括人造金剛石、立方氮化硼等。憑借高硬度，超硬材料被制作成加工其它材料的工具，用在航空航天、國(guó)防軍工、石油勘探、機(jī)床、汽車等領(lǐng)域。除了用來制造工具之外，超硬材料在光學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)方面具有一些特殊性能，是一種重要的功能材料，引起了人們的高度重視，這方面的性能和用途正在不斷地得到研究開發(fā)。
       燕山大學(xué)田永君院士團(tuán)隊(duì)一直致力于高性能超硬材料的制備，2013年該團(tuán)隊(duì)在多晶超硬材料合成技術(shù)和超硬材料硬化機(jī)理研究方面取得突破性進(jìn)展，利用高溫高壓技術(shù)成功合成出硬度超過人造金剛石單晶的納米孿晶結(jié)構(gòu)立方氮化硼材料，這一原創(chuàng)性成果發(fā)表在2013年1月17日的《Nature》雜志上，并且入選了2013年度中國(guó)科學(xué)十大進(jìn)展和中國(guó)高等學(xué)校十大科技進(jìn)展。隨后再次取得突破，在高溫高壓下成功地合成出硬度兩倍于天然金剛石的納米孿晶結(jié)構(gòu)金剛石塊材。研究成果發(fā)表在2014年6月11日的《Nature》雜志上。 
      燕山大學(xué)田永君院士團(tuán)隊(duì)高國(guó)英、徐波教授將納米結(jié)構(gòu)化策略引入到立方碳化硅這一傳統(tǒng)的硬質(zhì)材料，立方碳化硅即β-SiC，是眾所周知的典型硬度<30 GPa的硬質(zhì)材料，但將立方碳化硅的硬度提高到超過40 GPa的超硬閾值仍然是一個(gè)重大挑戰(zhàn)。 
       田永君院士團(tuán)隊(duì)高國(guó)英教授、徐波教授通過高溫高壓燒結(jié)納米顆粒制備出了納米晶立方碳化硅塊體，根據(jù)燒結(jié)條件，這些立方碳化硅塊體被致密地?zé)Y(jié)，平均晶粒尺寸低至10 nm，并且維氏硬度隨著晶粒尺寸的減小而增加，在25 GPa和1400 ℃下燒結(jié)的塊體顯示出10 nm的平均晶粒尺寸和41.5 GPa的維氏硬度，成功將立方碳化硅這一傳統(tǒng)硬質(zhì)材料提升為超硬材料，可媲美單晶立方氮化硼。其顯微組織結(jié)構(gòu)見圖1。

       將立方碳化硅的硬度提高到超硬閾值（40 GPa）以上是超硬材料研究領(lǐng)域的重大進(jìn)展，通過在其他硬質(zhì)材料中實(shí)施類似的納米結(jié)構(gòu)化策略，超硬材料家族有望迎來更多的新成員。相關(guān)研究成果以“ Nanocrystalline cubic silicon carbide: A route tosuperhardness ”為題，發(fā)表于2022年4月8日的《Small》雜志上。