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鄭州華晶金剛石股份有限公司

科學家找到一種硬度接近于金剛石的非碳材料

關鍵詞 硬度 , 金剛石 , 非碳材料|2007-04-06 00:00:00|來源 中國超硬材料網
摘要 教育部科技發(fā)展中心2007年3月30日消息:一組科學家發(fā)現(xiàn)了第一種硬度接近金剛石的不含碳材料。這一成果對于依賴于金剛石進行切割及鉆孔的技術和工業(yè)有著重要影響。新材料是硼氮納米化合物...

        教育部科技發(fā)展中心2007年3月30日消息:一組科學家發(fā)現(xiàn)了第一種硬度接近金剛石的不含碳材料。這一成果對于依賴于金剛石進行切割及鉆孔的技術和工業(yè)有著重要影響。
  新材料是硼氮納米化合物,這意味著它由只有數(shù)個納米尺度的硼氮晶粒構成,而非連續(xù)的晶體。盡管之前科學家報道過這種材料,但是硼氮化合物在高溫下很不穩(wěn)定,在工業(yè)上這是一個主要缺陷。
  德國Heidelberg大學和Bayreuth大學的Natalia Dubrovinskaia說:“最大的突破在于,這種堅硬的材料同時很穩(wěn)定,因此可用于切割以及鉆孔。” Dubrovinskaia是發(fā)表在3月8日的《Applied Physics Letters》上文章的第一作者。
  對于很多由晶粒構成的材料而言,都存在一個最佳晶粒大小,這一大小通常在納米范圍內。沿著這一思路,Dubrovinskaia和同事對一 系列的多晶和納米晶體硼氮化合物進行了很多實驗。其中包括測量樣品的“維氏硬度”,對于很硬的材料來說,其值一般在數(shù)個GPa左右,而單晶金剛石的硬度是 大約100GPa。
  Dubrovinskaia小組發(fā)現(xiàn)的最硬硼氮化合物硬度達到了85GPa,其晶粒大小為14納米,在1600K溫度下仍然保持熱穩(wěn)定。這 一材料的硬度來源于兩方面:納米尺度大小的作用以及兩種相組成。在這之前,已知硬度最接近金剛石的物質是立方氮化硼,一種維氏硬度50GPa的單晶相。它 和金剛石之間還有50GPa的差距。
  Dubrovinskaia說:“這一差距已經通過調整晶粒的大小和組成結構得到了填補。它們無疑將在工業(yè)上起到極其重要的作用。”

 

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