写于 2018-11-22 03:09:04| 澳门永利平台老虎机| 股票

海外科学家制造的世界上最难的宝石

钻石是人类已知的最硬的天然矿物质

即便如此,科学家们仍在努力使它们变得更加坚韧,以便将闪闪发光的宝石用作切割工具

现在,由中国燕山大学的Yongjun Tian和Quan Huang领导的一个研究小组创造了比天然和其他人造钻石更难的合成钻石,这意味着它们不易变形和破裂

为了制造这些比钢更坚韧的钻石,研究人员使用微小的碳颗粒,像洋葱一样分层,并将它们置于高温和高压下

由此产生的钻石具有独特的结构,使它们更耐压,并允许它们在氧化之前承受更多的热量,转变为气体(二氧化碳和一氧化碳)或普通碳,失去了许多独特的钻石特性

[照片中:13个神秘和诅咒的宝石]首先,关于钻石:宝石级钻石是单晶,它们非常坚硬

但工具上使用的人造钻石仍然更难

这是因为它们是多晶金刚石,或称为畴的金刚石晶粒的聚集体,其尺寸为几微米或几纳米

谷物有助于防止钻石破裂,因为边界就像小墙一样,可以保留大块的钻石

域越小,钻石越强

Tian的团队使用洋葱状碳纳米颗粒制作具有几纳米尺寸的区域并且彼此镜像的钻石

这种“纳米孪晶”晶体比普通钻石硬得多,只有两倍

该团队通过将金字塔形的金刚石片压入纳米金刚石中来测试人造金刚石的硬度

Tian的团队在他们的人造钻石上做了一个小的压痕,压力相当于近200千兆帕(GPa) - 大约190万个大气压

普通的天然钻石只能在一半的压力下压碎

该团队还测试了纳米金刚石在氧化之前可以获得的热度

在两个不同的测试中,他们发现普通钻石在约1,418和1,481华氏度(770和805摄氏度)下开始氧化,这取决于测试方法

纳米金刚石钻石直到达到1,796或1,932华氏度(980或1,056℃)才会氧化

但并非所有人都对这些结果深信不疑

德国拜罗伊特大学材料物理学教授Natalia Dubrovinskaia表示,她不相信压力测试

如果田的小组报道的是真的,压头应该已经坏了,因为压痕工具的材料并不像纳米金刚钻那么硬,她在一封电子邮件中告诉Live Science

田不同意Dubrovinskaia对压头的评估

他说,有可能测量纳米锭金刚石上的压力,因为压头从垂直位置被推动,并且剪切力的大小不足以损坏它

田和杜布罗姆斯卡娅之前已经“争吵过”;去年,燕山实验室表示它表现出类似的现象,制成一种超硬立方氮化硼

当时,Dubrovinskaia表达了类似的担忧

与此同时,田坚持着他的工作

“当压头轴与测试样品的光滑表面完全垂直时,使用[a]金刚石压头可以可靠地测量任何材料的压痕硬度,”他说

伊利诺伊州阿贡国家实验室的另一位科学家Ho-Kwang Mao认为田的工作是有效的;他指出,压头可以可靠地测量材料的硬度,比自身硬得多

此外,这项工作的新颖部分是以易于复制的方式创造了这种硬质材料

“他们创造了一种散装材料,”毛泽东说

“他们成功地制造了它并使其比钻石更难 - 这是新颖的

”这项新研究详见6月12日的“自然”杂志

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作者:涂悟辍