社会经济发展,工业进步与材料的设计与合成息息相关,而超硬材料更是在工业加工,国防建设,军事航空等领域内扮演着不可或缺的角色。硬度测试的方法有很多种,我们通常将维氏硬度大于40 GPa的材料称为超硬材料,将维氏硬度大于80 GPa的材料称为极硬的材料。金刚石是超硬材料的典型代表,它的硬度往往在80-120 GPa左右,是目前已知的最硬的一种材料,金刚石也因此受到了广泛的关注和应用。但是金刚石的应用仍然存在几个问题,比如较低的热稳定性,较差的韧性和易与过渡金属元素反应等,它的应用范围也因此受到了极大的限制。因此,设计一种硬度高,韧性高,热稳定性高的新型多功能材料一直是超硬材料界研究的热点之一。超硬材料还包含了一个重要的体系-基于B-C-N-O的强共价键体系,由于这些元素与碳元素离子半径非常近似,因此容易形成多种杂化轨道,极有可能形成与钻石类似的结构,而硼就是该体系内重要的元素之一。因此富硼材料一直以来都被研究者认为是具有多种重要性质的潜在的超硬多功能材料,在超硬材料科学领域扮演着越来越重要的角色。近年来,大量的理论和实验都证明了,富硼材料中的金属硼化物将具备有高硬度和超导的潜质,是一种新型的高硬度的多功能型材料,因此掀起了关于富硼材料的研究热潮。本论文中,利用高温高压合成技术,开展了利用富硼材料提高金刚石韧性和全新富硼多功能材料的开发与物性探索这两项研究。首先,利用高温高压方法,将高纯度纳米钻石粉B4C混合均匀,在国产六面顶大压机中进行预压两小时,压力温度条件为6.5 GPa,2023-2223℃。然后将预压的样品粉碎,用两面顶压机进行更高压力和高温（18 GPa,2000℃）的合成,从而得到烧结更加致密的样品,B4C均匀地分布在纳米钻石烧结的边界处。对该样品进行硬度测试,B4C质量占比为5%的聚晶钻石样品在保证绝对高的维氏硬度的情况下（90 GPa）,将金刚石的韧性提高至18.37 MPa m0.5,这主要得益于纳米钻石边界处的B4C有效地阻止了裂纹的延展。其次,我们结合理论预测,首次利用国产六面顶大压机,在高温高压环境下合成出一种全新的Na-B化合物—NaB4。我们对样品进行了简单表征和物性测试。我们通过XRD和Raman光谱,分析了样品分别在同一个压力点下（1.5-5 GPa）,样品的相随温度改变的的规律,找到了不同压力下样品相变的温度点,并作出了相图。其次,我们对该样品进行了电学,热学,硬度测试,发现该样品呈现金属化,在4 K时出现超导趋势。对NaB4进行力学性质测试发现其具有大约26 GPa的硬度。这种全新的Na-B化合物对于多功能硬质材料的探索具有重要意义。由于该材料的结构比较复杂,仅仅通过XRD结果,无法直接确定样品的结构及比例。我们对合成样品的结构进行了分析,在球差电镜下,发现该材料一种有趣的新型类蜂窝状硼结构,在此基础上建立了该材料的结构模型。同时这种材料具有良好的金属导电性,预示着这将是一种全新的硬质多功能材料。