日本研制出超高硬度耐高溫多晶體鉆石 創(chuàng)世界先例
提起鉆石,大家都知道它貴重且堅硬無比。然而,您是否知道同樣是鉆石,硬度卻各不相同呢?原來因構(gòu)造和純度不同,鉆石堅硬度是有很大區(qū)別的。最近,日本研究人員就研制出了一種超高硬度多晶體鉆石。
平時作為飾品被人們所珍愛的均為自然單晶體鉆石,其硬度與其他物質(zhì)相比固然超群。但是比起工業(yè)用的多晶體鉆石,它的堅硬度就相形見絀了。不過純粹的多晶體鉆石迄今在世界上尚沒有合成的先例。工業(yè)上實際使用的是用金屬把多個單晶體鉆石粘起來的堆積鉆石,其硬度僅為50至70千兆帕斯卡,溫度達到700攝氏度以上時便很難使用。
日本四國愛媛大學(xué)地球深部動態(tài)研究中心的科研人員采取不用催化劑的“直接變換法”,首次將石墨合成為純粹的多晶體鉆石。具體方法是不直接對石墨加熱,而是將石墨放在其他加熱器中加熱。這樣經(jīng)過幾分鐘乃至幾十分鐘,即可在超高壓的環(huán)境下合成鉆石。施加的壓力是通常合成鉆石時的2至10倍,為12萬至25萬個大氣壓,溫度為1800至2500攝氏度。這樣合成的鉆石是集合了直徑幾十納米微粒子的多晶體,擁有真正無與倫比的硬度——140千兆帕斯卡,是目前工業(yè)用鉆石硬度的兩倍,且耐高溫。
由于設(shè)備所限,目前該大學(xué)還僅能合成2至3毫米大小的產(chǎn)品。到今年3月份,這所大學(xué)將建立世界上最大規(guī)模的多棱型超高壓發(fā)生裝置,那時將會有個頭更大的多晶體鉆石問世。