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      鄭州華晶金剛石股份有限公司

      中美研究人員研制新材料:硬度像鉆石彈性超橡膠

      關(guān)鍵詞 新材料|2017-06-12 10:44:20|來源 中國超硬材料網(wǎng)
      摘要 中美研究人員9日在美國《科學(xué)進(jìn)展》雜志上報(bào)告說,他們研制出一種輕質(zhì)的超強(qiáng)新型碳材料,其硬度堪比鉆石,彈性超過了橡膠,同時還具有導(dǎo)電性。"這種碳材料兼?zhèn)淞耸徒饎偸淖罴烟匦裕哂?..
         中美研究人員9日在美國《科學(xué)進(jìn)展》雜志上報(bào)告說,他們研制出一種輕質(zhì)的超強(qiáng)新型碳材料,其硬度堪比鉆石,彈性超過了橡膠,同時還具有導(dǎo)電性。"這種碳材料兼?zhèn)淞?a href='/news/search/key/%25E7%259F%25B3%25E5%25A2%25A8.html' target='_blank'>石墨和金剛石的最佳特性,具有優(yōu)異的綜合性能,"研究負(fù)責(zé)人之一、燕山大學(xué)亞穩(wěn)材料制備技術(shù)與科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室趙智勝教授說,"它具有許多潛在應(yīng)用,如軍用裝甲和航空航天等領(lǐng)域。"
        碳具有多種同素異形體,如石墨、金剛石(鉆石)、富勒烯、碳納米管、石墨烯、玻璃碳等,其中石墨在壓力下可以轉(zhuǎn)變成超硬的金剛石。
        在新研究中,趙智勝和另一位通訊作者、燕山大學(xué)田永君教授等人以玻璃碳為原料,利用高壓但比較溫和的溫度條件合成了新型碳同素異形體。它由玻璃碳壓縮獲得并保留了玻璃碳的一些特征,研究人員將其命名為"壓縮玻璃碳"。
        趙智勝說,以前曾有人研究玻璃碳在室溫或高溫下的高壓轉(zhuǎn)變,但制成的碳材料在卸壓后又變回了玻璃碳;而在高壓高溫條件下,玻璃碳就直接轉(zhuǎn)變成了金剛石。最新研究則在中等溫度下對玻璃碳加高壓,這樣既能使玻璃碳發(fā)生相變形成新型碳材料,溫度又不足以使它變成金剛石。
        據(jù)介紹,壓縮玻璃碳有以下特性:它是與石墨類似的輕質(zhì)材料,單軸壓縮強(qiáng)度是通常金屬及合金材料的5倍以上,也遠(yuǎn)大于一般陶瓷材料;比強(qiáng)度(即強(qiáng)度-重量比)極高,是碳纖維、聚晶金剛石、碳化硅和碳化硼陶瓷的2倍以上;硬度極高,可輕松刻劃高硬度的碳化硅單晶片;具有很高的彈性恢復(fù)性,明顯高于普通金屬和陶瓷,甚至高于高彈性的形狀記憶合金及有機(jī)橡膠等;此外還具有導(dǎo)電性。
        趙智勝說,他們接下來將進(jìn)一步研發(fā)合成方法,最終目標(biāo)是研制出超高強(qiáng)度、超高硬度兼具超高彈性的材料。
       

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