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【科普知识】有比金刚石更硬的材料吗

关键词:【科普知识】有比金刚石更硬的材料吗 来源: 发布时间:2016-11-26

      多年来许多科学家在研究是否能找到或制造出比金刚石还硬的材料。下面介绍从2008年以来的几则研究报导。

    

      2013年1月份出版的《自然》杂志撰文指出一种最新材料已超越了钻石的硬度-----科学家最新人工合成纳米等级的立方氮化硼,其硬度已超越钻石,成为世界上最硬的物质。

    

      来自芝加哥大学等多所高校科学家组建的一支研究小组指出,超硬材料立方氮化硼是将氮化硼微粒压缩成一种超坚硬物质形式。科学家测试结果显示,这种透明的材料甚至超越了钻石的硬度,其维氏硬度达到108 GPa,而合成钻石的维氏硬度为100 GPa,并且该材料是商用立方氮化硼硬度的两倍。

    

      这种材料的最大秘密在于纳米结构,田永军(音译)和其它研究人员开始使用类似洋葱结构的氮化硼微粒(像俄罗斯套娃玩偶结构)在1800摄氏度高温下压缩至15GPa,大约承受汽车轮胎压力值的68000倍,这种晶体材料将重组,形成纳米结构。

    

      《资源环境与工程》杂志20010年第2期报道,外国研究人员用金刚石研磨材料对1971年陨落到芬兰的海沃勒陨石进行切割时,发现其中含有比金刚石更坚硬的两种全新的天然碳晶体。它的硬度比在地球内部形成的金刚石大的多。

    

      美国《科学》和《纽约时报》上报道,1993年在实验室人工合成硬度超过金刚石的新材料-----β—C3N4晶体。 β-C3N4结构具有的共价键键长比金刚石短,所以这种材料具有超过金刚石的硬度。β-C3N4中氮元素占4/7,所以,其化学惰性和稳定。

    

      2008年美国哥伦比亚大学两名华裔科学家最近研究发现,铅笔石墨中一种叫做石墨烯的二维碳原子晶体,竟然比钻石还坚硬,强度比世界上最好的钢铁还要高上100倍。铅笔中的石墨是由无数只有碳原子厚度的“石墨烯”薄片压叠形成的,石墨烯是一种从石墨材料中剥离出的单层碳原子面材料,是碳的二维结构。自从2004年石墨烯被发现以来,有关的科学研究就从未间断过。然而直到最近,美国科学家才首次证实了人们长久以来的怀疑,石墨烯竟是目前世界上已知的强度最高的材料!


来源:数理学习室