Сегодня 01 сентября 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 🔥
Selectel усиливает ИИ-платформу новой функциональностью в кaталоге ИИ-моделей 7 мин.
Broadcom представила частное ИИ-облако VMware AI Factory, позаимствовав у NVIDIA термин для партнёрства с AMD 37 мин.
Медиаплеер VLC преодолел отметку в 7 миллиардов загрузок 3 ч.
Debian наполнится кодом, который сгенерировал ИИ 4 ч.
Массовые увольнения в id Software оказались «подарком» за жёсткие переработки при создании аддона Revelations для Doom: The Dark Ages 4 ч.
Saber Interactive отвергла слухи о разработке Ori 3, но занята «несколькими другими очень интересными проектами» 5 ч.
Из магазина Chrome удалили блокировщик рекламы uBlock Origin и другие оставшиеся расширения на Manifest V2 6 ч.
В России заработал цифровой рубль 7 ч.
«Увидимся, космический ковбой»: Naughty Dog завершила съёмки амбициозного боевика Intergalactic: The Heretic Prophet прямо перед State of Play 8 ч.
В Минцифры рассказали о российских сертификатах безопасности 8 ч.
OpenAI отвергла новые обвинения Apple в краже технологий как безосновательные 3 мин.
Samsung рассказала, чем будет хороша память HBM5, zHBM и zNAND-O 3 мин.
Представлен компактный флагман POCO F9 Pro с двумя процессорами, быстрым экраном и 200-Мп камерой 3 мин.
Клиенты ASML уже используют 10 сканеров High-NA EUV, позволяющие делать чипы «тоньше» 2 нм 5 мин.
Анонсирован флагман POCO F9 Ultra с батареей на 8050 мА·ч и поддержкой игр в 185 FPS 8 мин.
UserGate представила межсетевой экран NGFW X10 для работы в экстремальных температурных условиях 29 мин.
К 2030 году AMD, Cisco и Humain развернут в в Саудовской Аравии 1 ГВт суверенной ИИ-инфраструктуры 56 мин.
Anthropic хотела купить разработчика ИИ-чипов MatX за $7 млрд, но позже передумала 2 ч.
Anthropic заключила облачную сделку с поддерживаемой NVIDIA компанией Lambda на $35 млрд 2 ч.
Alibaba Cloud запустила свой первый облачный регион в Бразилии — два новых ЦОД и агентные ИИ-сервисы для местных бизнесов 3 ч.