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硬度超越立方氮化硼,科学家宣布首次合成氮化碳!
2023年12月15日 发布 分类:技术前沿 点击量:405
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12月11日,先进材料(advanced materials)期刊发布了来自爱丁堡大学主导,包括林雪平大学科学家在内的联合科研团队一项轰动成果,他们成功制备坚韧程度超过立方氮化硼,硬度可媲美钻石的氮化碳化合物。与人造金刚石一样,它在常温常压下依然能够保持稳定。

论文地址:https://doi.org/10.1002/adma.202308030

该项成果据说解决了一项自上世纪80年代起,长达数十年的难题,即理论上被证明具有包括高耐热等卓越性能的氮化碳,一直没有确信报道被合成。


C3N4多晶型超硬材料实验,证明其可使金刚石砧表面凹陷

本次研究报道了三种氮化碳——t/14-C3N4hP126-C3N4t/24-CN2的高压高温合成。科研团队将各种形式的碳氮前体置于70至135GPa的压力下(大约是大气压的一百万倍),同时将其加热到超过1500℃的温度。

研究人员利用同步加速器单晶X射线衍射对它们的结构进行了细致分析,发现这些强共价键合材料的物性包括:超不可压缩和超硬,高能量密度、压电和光致发光特性。他们认为,这些超不可压缩碳氮化物的潜在应用是巨大的,有可能将它们定位为与钻石相媲美的终极工程材料。本次科研突破为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、高耐用切削工具、太阳能电池板和光电探测器等。


编译整理 YUXI

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