本報訊(記者高長安通訊員蔡常山)燕山大學(xué)教授田永君團(tuán)隊與吉林大學(xué)教授馬琰銘和美國芝加哥大學(xué)教授王雁賓合作,繼2013年合成出極硬納米孿晶立方氮化硼之后再次取得突破,,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。6月12日,研究成果在《自然》上發(fā)表,。 天然金剛石一直被公認(rèn)為自然界中最硬的材料。1955年美國通用電氣公司利用高溫高壓技術(shù)在實驗室合成人造金剛石單晶后,,合成出比天然金剛石更硬的新材料就成為科學(xué)界和產(chǎn)業(yè)界的共同夢想,。2013年,田永君團(tuán)隊首先利用洋蔥結(jié)構(gòu)氮化硼前驅(qū)物在高壓下成功地合成出納米孿晶結(jié)構(gòu)立方氮化硼,,其硬度超過了人造金剛石單晶,。 到目前為止,通過石墨,、非晶碳,、玻璃碳和碳60等碳前驅(qū)體的高壓相變還不能獲得納米孿晶結(jié)構(gòu)金剛石。為此,,田永君團(tuán)隊及其合作者開始研究洋蔥碳在高溫高壓下的相變過程,。在較低溫度下洋蔥碳在形成納米孿晶結(jié)構(gòu)立方金剛石的同時還共生出一種單斜結(jié)構(gòu)的金剛石;在較高溫度下,碳洋蔥轉(zhuǎn)變成了單相的納米孿晶結(jié)構(gòu)金剛石,,孿晶的平均厚度小到5納米,。這種納米孿晶金剛石具有從未有過的硬度和穩(wěn)定性:維氏硬度約為天然金剛石的兩倍,空氣中的起始氧化溫度比天然金剛石高出200攝氏度以上,。 |