Lisa Zyga
(PhysOrg.com) — tällä Hetkellä, timantti pidetään vaikein tunnettu materiaali maailmassa., Mutta kun otetaan huomioon suuri puristus paineet alle indenters, tutkijat ovat laskeneet, että materiaalia kutsutaan wurtzite boorinitridi (l-BN) on suurempi sisennys voimaa kuin timantti. Tutkijat myös laskettu, että toinen materiaali, lonsdaleite (kutsutaan myös nimellä kuusikulmainen timantti, koska se on valmistettu hiili-ja on samanlainen kuin timantti), on jopa vahvempi kuin w-MRD. euroa, ja 58 prosenttia vahvempi kuin timantti, asettaa uusi ennätys.,
Tämä analyysi on ensimmäinen tapaus, jossa materiaali on suurempi timantti voimaa samoissa kuormitusolosuhteissa, selittää tutkimuksen tekijät, jotka ovat Shanghai Jiao Tong-Yliopisto ja University of Nevada, Las Vegas. Tutkimus on julkaistu Physical Review Letters-lehden tuoreessa numerossa.,
”uusi löytäminen meidän tuloksia on, että suuri normaali puristus paineet alle indenters voi muuttaa tiettyjä materiaaleja (kuten w-BN ja lonsdaleite) uuteen superhard rakenteita, jotka ovat kovempia kuin timantti,” coauthor Changfeng Chen University of Nevada, Las Vegas, kertoi PhysOrg.com. ”Tämä on uusi mekanismi, jota voidaan käyttää suunnitella uusia kovien aineiden.”
Liittyä PhysOrg.com on Facebook
tutkijat selittävät, että ylivoimainen vahvuus w-BN ja lonsdaleite johtuu materiaalien rakenteellisia reaktio puristus., Normaali puristus paineet alle indenters aiheuttaa materiaalit tehdään rakenteellisia vaiheen muuttumista vahvempia rakenteita, säilyttää äänenvoimakkuutta kääntämällä niiden atomi joukkovelkakirjoja. Tutkijat selittävät, että w-BN ja lonsdaleite on hienoisia eroja suuntaava järjestelyt niiden joukkovelkakirjat verrattuna timantti, joka on vastuussa niiden ainutlaatuinen rakenne-reaktio.
suurissa puristuspaineissa w-BN kasvattaa vahvuuttaan 78 prosenttia verrattuna vahvuuteensa ennen sidoksen kääntämistä., Tutkijat laskettu, että w-BN saavuttaa sisennys vahvuus 114 GPa (miljardeja pascaleina), hyvin kuin timantti on 97 GPa saman sisennys ehtoja. Jos lonsdaleite, sama puristus-mekanismi aiheutti myös bond-käännetään, saadaan loveus vahvuus 152 GPa, mikä on 58 prosenttia korkeampi kuin vastaava arvo timantti.
”Lonsdaleite on jopa vahvempi kuin w-BN koska lonsdaleite on tehty hiiliatomia ja w-BN koostuu boori ja typpi-atomeja,” Chen selitti., ”Hiili-hiili-sidoksia lonsdaleite ovat vahvempia kuin boori-typen joukkovelkakirjojen w-BN. Tämän vuoksi myös timantti (kuutiorakenteeltaan) on vahvempi kuin kuutiollinen boorinitridi (c-BN).”
viime aikoihin Asti, normaali puristus paineet alle indenters ei ole otettu huomioon laskelmissa ihanteellinen leikkaus vahvuuksia kiteitä ensimmäisen periaatteita, mutta viimeisin kehitys on mahdollistanut tutkijat pohtimaan niiden vaikutuksia, jolloin yllättäviä löytöjä, kuten kuvassa., W-BN: n ja lonsdaleiitin kokeileminen on silti haastavaa, sillä molempia materiaaleja on vaikea syntetisoida suuria määriä. Kuitenkin, toinen viimeaikainen tutkimus on toteutettu lupaava lähestymistapa tuottaa nanokomposiittimateriaaleihin w-BN ja c-BN, joka voi myös tarjota tapa syntetisoida nanokomposiittimateriaaleihin sisältävät lonsdaleite ja timantti.
lisäksi, näyttämällä taustalla hajanaiset mekanismi, joka voi vahvistaa joitakin materiaaleja, tämä työ voi tarjota uusia lähestymistapoja suunnitteluun kovien aineiden., Kuten Chen selitti, superhard materiaalit, joilla on muita parempia ominaisuuksia, ovat erittäin haluttuja sovelluksia monilla tieteen ja teknologian aloilla.
”Korkea kovuus on vain yksi tärkeä ominaisuus kovien aineiden”, Chen sanoi. ”Terminen vakaus on toinen tekijä, koska monet kovien materiaalien on kestettävä äärimmäisen korkean lämpötilan ympäristöissä, kuten leikkaus ja poraus työkaluja, ja kuten kulumista, väsymistä ja korroosiota kestävät pinnoitteet sovelluksia, jotka vaihtelevat mikro – ja nano-elektroniikka avaruusteknologiaa., Kaikkien hiilipohjaisten superhard-materiaalien, myös timantin, hiiliatomit reagoivat happiatomien kanssa korkeissa lämpötiloissa (noin 600°C: ssa) ja muuttuvat epävakaiksi. Uusien, termisesti vakaampien superhard-materiaalien suunnittelu on siis ratkaisevaa korkean lämpötilan sovelluksissa. Lisäksi, koska yleisin kovien aineiden, kuten timantti ja kuutio-BN, ovat puolijohteet, se on erittäin toivottavaa suunnittelu superhard materiaaleja, jotka ovat johtimet tai supra. Lisäksi superhard-magneettiset materiaalit ovat keskeisiä osia eri tallennuslaitteissa.,”
lisätietoja: Pan, Zicheng, Aurinko, Hong, Zhang Yi; ja Chen, Changfeng. ”Kovempi kuin timantti: ylivoimainen sisennys vahvuus Wurtzite BN ja Lonsdaleite.”Physical Review Letters 102, 055503 (2009).