новости бизнеса
компании и предприятия
нефтехимические компании
продукция / логистика
торговый центр
ChemIndex
новости науки
работа для химиков
химические выставки
лабораторное оборудование
химические реактивы
расширенный поиск
каталог ресурсов
электронный справочник
авторефераты
форум химиков
подписка / опросы
проекты / о нас


контакты
поиск
   

Новости химической науки > Самый твердый алмаз в мире


17.6.2014
средняя оценка статьи - 5 (3 оценок) Подписаться на RSS

Исследователи из Китая получили синтетический алмаз, который тверже своего природного аналога, а также может выдерживать более высокие температуры. Исследователи уверены, что новая форма алмаза может применяться для изготовления суперрежущих поверхностей или инструментов, которые смогут работать при очень жестких условиях.

Йоюнь Тянь (Yongjun Tian) и его коллеги получили алмаз, нагревая «углеродные луковицы» (carbon onions) – концентрические сферические фуллерены, инкапсулированные друг в друга, при температуре 2000°C и давлении 25 ГПа. Твердость получившегося в результате алмаза составляет около 200 ГПа, и он сохраняет устойчивость до температур, около 1000°C, что примерно на 200°C выше, чем термическая устойчивость обычного алмаза.



Ультратвердые алмазы были получены из углеродных луковиц, подобных этой, состоящей из десяти слоев. (Рисунок из Nature, 2014, DOI: 10.1038/nature13381)

Тянь заявляет, что исследователи десятилетиями мечтали о синтезе новых материалов, проявляющих твердость большую, чем твердость природного алмаза. Обычный подход заключался в получении все меньших и меньших зерен, сохраняющих микроструктуру алмаза. При этом границы раздела между зернами действуют как внешняя поддержка, упрочняющая материала. Алмазы, содержащие зерна с диаметром в десятые доли нанометра, были получены за счет нагревания графита при высоких температурах.

Однако суперспособности алмазов, полученных в группе Тяня, обуславливаются ультратонкими структурами в зернах – наноблизнецами (nanotwins) – крошечными кристаллическими сегментами, являющихся отражением друг друга в границах раздела. Наноблизнецы не только способствуют увеличению жёсткости, но дают материалу устойчивость к сжатию, что делает алмаз устойчивее к окислению, позволяя ему выдерживать действие более высоких температур.



Суперспособности новых алмазов обуславливаются наличием ультратонких структур в зернах – наноблизнецов. (Рисунок из Nature, 2014, DOI: 10.1038/nature13381)

Ранее уже предпринимались попытки синтеза алмазов из наноблизнецов, однако все эти попытки были безуспешны. Исследователи из группы Тяня совершили прорыв, взяв в качестве исходных веществ углеродные луковицы. Как поясняет китайский исследователь, для образования структур-наноблизнецов должны выполняться два условия – высокая степень нуклеации и низкая скорость роста. Прекурсоры – углеродные луковицы, применявшиеся в этом исследовании, содержат идеальные центры нуклеации для образования алмаза, а также обеспечивают нужную скорость образования нуклеатов.

Исключительная твердость и термическая стабильность новой формы алмаза может сделать его идеальным материалом для изготовления промышленных или научных инструментов (например, алмазных наковален), которые могут работать даже при очень высоких температурах. Тянь и коллеги в настоящее время работают над понижением давления, необходимого для получения супералмаза, используя углеродные луковицы с более однородной структурой. Исследователи надеются, что им удастся подобрать условия, которые позволят получать сверхтвердые супералмазы в промышленных объемах.

Источник: Nature, 2014, DOI: 10.1038/nature13381

метки статьи: #неорганическая химия, #новые материалы, #химия твердого тела

оценить статью: 12345
Перепечатка статьи разрешается при условии размещения активной гиперссылки на ChemPort.Ru
Комментарии к статье:
Ваше имя
Ваш e-mail, чтобы следить за обсуждением
   
Комментарий

Символ пятого P-элемента в табл. Менделеева
(латиницей, одной заглавной буквой):
   
 




Вы читаете текст статьи "Самый твердый алмаз в мире"
Перепечатка статьи разрешается при условии размещения активной гиперссылки на ChemPort.Ru

Все новости



Новости компаний

Все новости


© ChemPort.Ru, MMII-MMXVIII
Контактная информация