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        科學(xué)家研制納米立方氮化硼其硬度已超越鉆石

        2012-04-02 09:19:38
        超硬材料工程 2012年6期
        關(guān)鍵詞:氮化硼氏硬度微粒

        據(jù)美國連線雜志報(bào)道,鉆石并不是世界上最堅(jiān)硬的材料,目前,1月份出版的《自然》雜志撰文指出一種最新材料已超越了鉆石的硬度。

        來自芝加哥大學(xué)等多所高校科學(xué)家組建的一個(gè)研究小組指出,超硬材料立方氮化硼是將氮化硼微粒壓縮成一種超堅(jiān)硬物質(zhì)形式??茖W(xué)家測(cè)試結(jié)果顯示,這種透明的材料甚至超越了鉆石的硬度,其維氏硬度達(dá)到108 GPa,而合成鉆石的維氏硬度為100GPa,并且該材料是商用立方氮化硼硬度的兩倍。

        這種材料的最大秘密在于納米結(jié)構(gòu),田永軍(音譯)和其它研究人員開始使用類似洋蔥結(jié)構(gòu)的氮化硼微粒(像俄羅斯套娃玩偶結(jié)構(gòu))在1800攝氏度高溫下壓縮至15GPa,大約承受汽車輪胎壓力值的68000倍,這種晶體材料將重組,形成納米結(jié)構(gòu)。

        在納米晶體結(jié)構(gòu)下,鄰近的原子共享一個(gè)邊界,這就像是一些公寓住宅。為了使這種材料變得更加堅(jiān)硬,科學(xué)家降低了這些微粒的體積,從而使它變得更加堅(jiān)硬,無法被刺穿。

        田永軍解釋稱,這種納米結(jié)構(gòu)可以使物質(zhì)變得更堅(jiān)硬,難以被刺穿,對(duì)于氮化硼而言,維持特征強(qiáng)度的平均尺寸是4納米,但相應(yīng)的結(jié)果立方氮化硼在高溫環(huán)境下非常穩(wěn)定。

        未來這種超硬材料與當(dāng)前商用較低硬度的立方氮化硼價(jià)格相當(dāng),或許未來可用于機(jī)械加工、研磨、鉆探、切削工具,以及用于制造科學(xué)儀器。

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