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钻石不再是大自然最难的材料

点击量:   时间:2019-02-06 09:17:02

Isifa Image Service sro / Rex功能作者:Jessica Griggs本文于2009年2月16日首次发布请参阅文章的最后更新Diamond将永远是女孩最好的朋友,但很快就会失去工业钻头的青睐不久前,这颗宝石失去了人造纳米材料“世界上最坚硬的材料”的称号现在,一种罕见的天然物质看起来可能远远落后于它们 - 比钻石硬度高58%中国上海交通大学的Zicheng Pan及其同事模拟了两种物质中的原子被认为是非常坚硬的物质的原子会对一个精细倾斜的探针压下它们的压力做出反应第一种纤锌矿氮化硼具有与金刚石相似的结构,但由不同的原子组成第二种,矿物lonsdaleite,或六角形钻石,就像钻石一样由碳原子制成,但它们排列成不同的形状只有少量纤锌矿氮化硼和lonsdaleite天然存在或已在实验室中制造,所以到目前为止还没有人意识到它们的优越强度模拟结果表明,wurtzide氮化硼比金刚石承受的应力高18%,而lonsdaleite的承受力要高出58%如果通过物理实验确认结果,则两种材料都将比任何测量的物质硬得多 “当含有石墨的陨石撞击地球时,有时会形成Lonsdaleite”然而,做这些测试并不容易因为两者都是罕见的,所以需要一种方法来制造足够的任何一种来测试预测当含有石墨的陨石撞击地球时,有时会形成稀有的矿物lonsdaleite,而在产生非常高的温度和压力的火山爆发期间会形成纤锌矿氮化硼然而,如果证实,纤锌矿氮化硼可能在这两者中最有用,因为它在高于氧化金的温度下在氧气中是稳定的这使得它非常适合放置在高温下操作的切割和钻孔工具的尖端上,或者例如放置在航天器表面上的耐腐蚀薄膜上矛盾的是,纤锌矿氮化硼的硬度似乎来自构成原子的原子之间键合的灵活性当材料受到应力时,一些粘合剂将自身重新定向约90度以缓解张力研究报告的共同作者,拉斯维加斯内华达大学的张长峰表示,虽然钻石经历了类似的过程,但有关纤锌矿氮化硼结构的一些信息使其在加工过程中的强度接近80% 来自德国海德堡大学的Natalia Dubrovinskaia也进行了类似的研究 “这很重要,因为任何试图深入了解改善材料特性,尤其是硬度的机制的尝试在技术上都非常重要,”她告诉“新科学家”杂志她解释说,了解影响材料硬度的因素越多,设计硬质材料的可能性就越大然而,她指出,为了证明这一理论,每种材料都需要单晶到目前为止,没有已知的方法来分离或生长这两种材料的晶体期刊参考文献:物理评论快报(DOI:10.1103 / PhysRevLett.102.055503)更新:2014年5月13日作者Jeff Hecht上述模拟的令人兴奋的结果仍未得到实验的证实,因为这些奇特的材料根本不足以进行测试 “自2009年以来,我们没有大量合成纤锌矿氮化硼或六方金刚石的报道,”陈长峰说但对超硬晶体的研究继续成为有希望的候选者去年,中国秦皇岛燕山大学的Yongjun Tian及其同事研究了一种立方形式的氮化硼 - 而不是陈研究的六角形 - 他们声称这种形式也比钻石更硬该研究的实验细节受到了批评,但陈认为田的材料仍有待研究 “主要的挑战是理解这种非凡结果背后的原子机制,”陈说了解现代炼金术如何将元素周期表置于压力之下更多关于这些主题: