Сегодня 31 октября 2026
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

В Китае синтезировали «небьющийся» алмаз — он в шесть раз прочнее вольфрамовых сплавов

Китайские учёные разработали алмазный композит, в котором удалось устранить одно из главных ограничений алмаза — чрезвычайно высокую твёрдость при сравнительно низкой трещиностойкости. На помощь пришли углеродные нанотрубки, но «рецепт» изготовления оказался непростым.

 Источник изображения: ИИ-генерация ChatGPT/3DNews

Источник изображения: ИИ-генерация ChatGPT/3DNews

О прорыве сообщили исследователи из Института физики Китайской академии наук (Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences), Бэйханского университета (Beihang University) и ряда других научных центров. В конечном итоге им удалось встроить в поликристаллическую алмазную матрицу трёхмерную сеть многостенных углеродных нанотрубок (MWCNT).

Полученный материал сохранил твёрдость по Виккерсу до 91,6 ГПа, то есть на уровне монокристаллического алмаза, но средняя трещиностойкость или вязкость разрушения достигла 31,9 МПа·м1/2, а максимальное измеренное значение — 36,4 МПа·м1/2. Это примерно в пять-шесть раз выше характерного показателя обычного монокристаллического алмаза и, по данным авторов, кратно превосходит вязкость разрушения ряда вольфрамовых сплавов.

Для получения композита исследователи использовали алмазный порошок с размером зёрен 0,8–1,3 мкм и многостенные углеродные нанотрубки с наружным диаметром 10–20 нм, внутренним диаметром 5–10 нм и длиной 10–20 мкм. Окончательное спекание проводилось в прессе при давлении 15 ГПа. Оптимальной оказалась температура около 2000 °C. В результате получались цилиндрические образцы диаметром около 3 мм и толщиной 2 мм. Сохранившиеся в процессе спекания нанотрубки занимали всего около 0,35 % объёма материала, но образовали непрерывную пространственную сеть в промежутках между алмазными зёрнами. И это решило всё.

Сеть из нанотрубок работала подобно армирующим волокнам, связывающим соседние алмазные зёрна. В областях максимального давления при изготовлении нанотрубки частично превращались в алмаз. Благодаря этому они не просто механически располагались между кристаллами, а местами оказывались ковалентно «вшиты» в алмазный каркас, тогда как прочные связи непосредственно между алмазными зёрнами сохраняли исключительно высокую твёрдость материала.

При возникновении трещины такая структура заставляла её расходовать значительно больше энергии на распространение. Вместо прямого распространения по плоскости, характерного для хрупкого разрушения алмаза, трещина многократно отклонялась, разветвлялась и меняла направление. Нанотрубки при этом вытягивались из матрицы и образовывали перемычки между разделяющимися зёрнами.

В конечном итоге даже этот чудо-алмаз можно разрушить, но сочетание практически алмазной твёрдости с настолько высокой сопротивляемостью развитию трещин делает материал перспективным для изготовления износостойкого режущего инструмента, сверхтвёрдой керамики и других деталей, одновременно испытывающих сильное давление и ударные нагрузки, например, в аэрокосмической отрасли.

Было интересно? Скажите об этом Google, чтобы чаще получать ссылки на наши новости про окружающая среда

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Квартальный объём мирового рынка облачных инфраструктур вырос в полтора раза 45 мин.
Binance закрыла 90 % дыры после кражи $6,3 млрд — вывод средств обещают вернуть 1 ноября 3 ч.
GamesVoice озвучила последний трейлер GTA VI и намекнула, что русский дубляж игры может появиться «когда-нибудь потом» 4 ч.
Apple Intelligence на следующей неделе доберётся до Китая — с Qwen от Alibaba, но без новой Siri 14 ч.
Новая статья: Gears of War: E-Day — как заводилась бензопила. Рецензия 24 ч.
Глава Anthropic призывал замедлить развитие ИИ, но сам не собирается сбавлять обороты 30-10 22:37
Симулятор кошачьего завода «Мурзавод» от создателей «Русы против ящеров» готовится к первой смене — новый трейлер и дата выхода 30-10 22:25
Новая формула расчёта урона, переработка навыков и усиление ИИ: авторы Heroes of Might & Magic: Olden Era выпустили крупнейшее обновление баланса 30-10 20:52
Anthropic запретила клонировать игры в Claude Code — это может ударить даже по легальным проектам 30-10 20:00
В официальный Claude Code подсадили троян — под угрозой компьютеры вайб-кодеров на Windows, Linux и macOS 30-10 19:45
Meta тайно создала прототип человекоподобного робота для дома — помогли китайцы 22 мин.
Прогноз Kioxia разочаровал инвесторов — компания отметила снижение темпов роста стоимости флеш-памяти 27 мин.
Орбитальный ЦОД Google Suncatcher вышел на связь и написал хайку 38 мин.
Инвесторы отрезали OpenAI от денег — компания не собрала и половины от $30 млрд, на которые рассчитывала 14 ч.
GeForce RTX 5080 исчезла из интернет-магазина Nvidia — в рознице за неё просят уже больше $2000 14 ч.
Поставки процессоров для смартфонов рухнули на 21 % — но Apple и Samsung это на руку 14 ч.
Паника на ИИ-рынке не пощадила Nvidia — Apple снова стала самой дорогой компанией мира 15 ч.
Альтман: наличие оперативной памяти в ПК «довольно ужасно» — в ИИ ЦОД она была бы полезнее 23 ч.
Neuralink подключила Grok к мозгу человека — искусственный разум помог живому вернуть общение с людьми 30-10 23:25
Представлена отвёртка с ИИ — она сама найдёт нужную биту и поможет её найти 30-10 23:09