Сегодня 21 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 🔥
Анонсирован уютный симулятор уборки Dust till Dawn с элементами хоррора и музыкой от композитора Silent Hill 40 мин.
Valve открыла исходный код Lepton — инструмента для переноса игр с Android на Steam Frame 2 ч.
Пираты удалили Denuvo из Assassin's Creed Mirage — игра стала быстрее загружаться и лучше работать 5 ч.
Хуанг набрал вес в Белом доме — глава Nvidia фактически стал главным советником Трампа по ИИ 6 ч.
Неогранённый алмаз: критики вынесли вердикт Silent Hill: Townfall 6 ч.
Google хочет поменьше пускать людей в настоящий интернет — в Discover тестируются ИИ-сводки вместо переходов на сайты 7 ч.
«Не хотел повторения истории с P.T.»: Кодзима рассказал, как спасал Physint после разрыва с PlayStation 8 ч.
Konami позволит начать прохождение метроидвании Castlevania: Belmont’s Curse на две недели раньше — анонсирована бесплатная демоверсия 9 ч.
Кооперативный шутер про нашествие грибов Mycopunk скоро вырвется из раннего доступа Steam — трейлер и дата выхода 1.0 10 ч.
Xiaomi 18 Fold оказался золотым в ремонте — замена материнской платы обойдётся в почти 40 % цены смартфона 20-09 16:37
Vivo представила фотофлагманы X500 Pro и X500 Pro Max — первые на 2-нм чипе Dimensity 9600 Pro 13 мин.
Apple начала принимать от владельцев iPhone заявки на компенсации за задержку Siri с ИИ 32 мин.
Британский необлачный провайдер Nscale подал заявку на IPO в США с оценкой рыночной стоимости в $35 млрд 52 мин.
iFixit разобрали iPhone 18 Pro и Pro Max — новая камера дороже в ремонте, а батарея может потянуть за собой дисплей 2 ч.
Apple программно занизила ёмкость батареи iPhone 18 Pro Max — активация всё исправляет 2 ч.
Nothing выделит бюджетный бренд CMF в самостоятельную компанию со штаб-квартирой в Индии 2 ч.
CoreWeave стала клиентом оператора криптомайнинговых ЦОД Blockfusion в Ниагара-Фолс 2 ч.
Dongfeng уже в октябре отправит гуманоидных роботов на заводы — в следующем году они должны догнать людей 4 ч.
LG представила первый в мире 24,5-дюймовый OLED-дисплей с частотой обновления 720 Гц 5 ч.
Huawei представила архитектуру UnifiedBus для повышения производительности ИИ-кластеров 5 ч.