工程人造钻石的微观结构使他们越来越比自然同行更加耐热

超强钻石是由碳洋葱,这样10-skin例子

来源:核计划组

超强钻石是由碳洋葱,这样10-skin例子

人造金刚石,甚至比其自然同行甚至能够承受高温一直由中国研究人员。团队说,新形式的钻石可以用来制造卓越的切割或破碎工具,甚至更极端的条件下可以操作。

Yongjun田从燕山大学教授和他的团队让钻石通过加热碳洋葱——同心富勒烯嵌套在另一个领域——在2000°C和25 gpa,成千上万倍的地球大气层的压力。由此产生的钻石有极高的硬度约200 gpa和稳定的温度高达近1000°C - 200°C高于天然金刚石。

合成新材料的科学界梦想比天然金刚石几十年来,“田说。通常的方法,他说,是试着创建越来越小的颗粒在材料的微观结构。颗粒之间的界限就像内部支持,加强材料,颗粒越小,硬度越高。钻石颗粒测量只是几十纳米可以通过加热石墨在高温下。但田集团的超级力量的钻石来自超细结构内的谷物称为nanotwins——微小结晶段镜子跨接口被称为双边界。以及增加硬度,nanotwins还介绍压应力,使钻石更耐氧化,这意味着它可以承受更高的温度。

nanotwin微结构是给这些人造钻石超级属性

来源:核计划组

nanotwin微观结构(红色框)使这些人造钻石超级属性

一些团体试图让nanotwinned钻石前,没有成功。突破在这种情况下是使用碳洋葱作为起始物料。”两个条件需要形成nanotwinned结构在钻石的形成——成核率高和低增长率,”田解释道。“在我们的研究中使用的洋葱碳前体包含皱层和堆积层错,为金刚石的成核提供理想的网站,确保较高的成核率。洋葱碳的球形安排也产生额外的内部压力,阻碍了增长率。”

由于其优越的硬度和热稳定性,制造工业的新钻石可能是理想的工具或科学仪器,如钻石砧细胞——在更高的温度下工作。集团正致力于减少所需的压力使钻石用细碳洋葱,这样他们可以更容易地生产。

“这确实看起来很有前途,如果他们能在大量开发一种技术来生产它,”说Ho-Kwang毛华盛顿卡内基研究所的,我们也曾与超硬材料。”这是很多人一直试图实现很长一段时间,这个集团似乎已经涵盖所有基地。”

更正:2014年6月12日的标题是更新为“有史以来最严重的钻石从碳洋葱的“艰难”是使用不当