超硬材料重大突破!我國成功合成百微米級六方金剛石
7月31日消息,據新華社消息,近日,北京高壓科學研究中心與中國科學院西安光機所科學家?guī)ьI的國際研究團隊成功將高質量石墨單晶前驅體轉化為百微米級、高度有序的六方金剛石,該成果已發(fā)表于國際期刊《自然》。
據項目相關研究員介紹,高純度六方金剛石的合成,歸功于兩項關鍵技術:一是選擇純度高、無雜質的天然石墨單晶,有助于得到純度更高、微米級大小、結構有序的六方金剛石樣品;
二是采用恰當的探測手段——研發(fā)人員給石墨晶體不斷加壓,并用高壓原位X光觀測樣品變化,避免了密堆積面的滑移,最終制得純凈、未變形的六方金剛石塊體。
該研究表明,六方金剛石的力學性能可與立方金剛石相媲美,且與僅具有單一碳-碳鍵長的立方金剛石相比,六方金剛石呈現出兩種不同的鍵長分布,且層間距顯著縮短,這種獨特的碳原子堆垛方式,將有效克服立方金剛石的密堆積面易滑移的弱點。
這一系統性研究不僅終結了60多年關于六方金剛石宏觀存在的爭議,更為接下來將六方金剛石作為新一代高性能功能材料的開發(fā)奠定了堅實基礎。