人造合成氮化硼材料:硬度超越钻石

   2023-12-16 互联网1670
核心提示:  来自美国芝加哥大学,新墨西哥大学,中国燕山大学,吉林大学以及河北工业大学的科学家们近期成功合成一种具有超高硬度的氮化

  来自美国芝加哥大学,新墨西哥大学,中国燕山大学,吉林大学以及河北工业大学的科学家们近期成功合成一种具有超高硬度的氮化硼材料,不同于一般的氮化硼材料,这种新材料形式的硬度超过了钻石。

  根据研究人员们进行的相关测试,这种透明物质的硬度胜过钻石,或者至少与之相当。其维氏硬度测试达到108 GPa,而人造钻石的这一分值是100 GPa,而一般市场上的立方氮化硼材料的硬度值只有其一半左右。

  硬度发生如此提升的奥秘在于其内部的纳米结构。田永军(Yongjun Tian,音译)和其它研究人员使用洋葱般层状结构的氮化硼颗粒,然后将其在1800摄氏度高温和15 GPa(相当于汽车胎压的6.8万倍)环境下压缩,在这种条件下这些晶体发生再结晶并形成孪晶结构。

传统上认为钻石是自然界硬度最高的物质,也因此常常会被用在工业钻头上。

  在纳米孪晶结构中,相邻的原子共用一个边界,就像公寓楼里相邻的房间共用一堵墙壁一样。而为了让晶体硬度更高,科学家们尽量让晶体颗粒的体积变小,这就让它的结构被瓦解的可能性大大降低,因为极小的颗粒就意味着要想在其紧凑的原子之间插入其它东西变得越发困难。然而这样的做法遇到了瓶颈:在大约10纳米的尺度上,晶体结构的内在缺陷效应几乎已经开始抵消紧凑结构带来的稳定性了,反而开始削弱整体结构。

 
举报收藏 0打赏 0评论 0
 
更多>同类资讯
推荐图文
推荐资讯
点击排行
网站首页  |  关于我们  |  联系方式  |  使用协议  |  版权隐私  |  隐私政策  |  网站地图  |  排名推广  |  广告服务  |  积分换礼  |  RSS订阅