科学家发现新型的材料在硬度上可与金刚石相媲美

科学家发现新型的材料在硬度上可与金刚石相媲美

一项研究表明,科学家们已经解决了一个长达数十年的难题,并揭示了一种几乎可以与钻石相媲美的物质,因为它是地球上最坚硬的材料。

研究人员发现,当碳和氮前体受到极端高温和压力时,所得材料(称为氮化碳)比立方氮化硼更坚韧,立方氮化硼是仅次于金刚石的第二硬材料。

释放氮化碳的潜力
专家表示,这一突破为用于工业用途的多功能材料打开了大门,包括汽车和宇宙飞船的保护涂层、高耐久性切削工具、太阳能电池板和光电探测器。

自 1980 年代以来,材料研究人员一直试图释放氮化碳的潜力,当时科学家首次注意到它们的非凡特性,包括高耐热性。

然而,经过三十多年的研究和多次合成尝试,没有报告可信的结果。

国际合作带来成功
现在,由爱丁堡大学极端条件科学中心的研究人员以及德国拜罗伊特大学和瑞典林雪平大学的专家领导的国际科学家团队终于取得了突破。

该团队将各种形式的碳氮前体置于70至135千兆帕的压力下 – 大约是我们大气压力的100万倍 – 同时将其加热到超过一千五百摄氏度的温度。

为了确定化合物在这些条件下的原子排列,样品在三个粒子加速器上被强X射线束照亮 – 法国的欧洲同步加速器研究设施,德国的Deutsches Elektronen-Synchrotron加速器和美国的先进光子源。

新发现的意义
研究人员发现,三种氮化碳化合物具有超硬度的必要组成部分。

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