Сегодня 11 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 🔥
«Яндекс» ограничил скачивания с «Диска», чтобы снизить нагрузку на уцелевшие дата-центры 14 мин.
Вдохновлённая Disco Elysium фэнтезийная ролевая игра Esoteric Ebb получит официальный текстовый перевод на русский язык 9 ч.
Новая статья: Ace Combat 8: Wings of Theve — одна из лучших игр серии. Рецензия 22 ч.
«Это будет монументально»: амбициозный боевик Squadron 42 во вселенной Star Citizen получил новый трейлер, 15 скриншотов и страницу в Steam 10-10 20:08
Microsoft выпустила ИИ, который выбирает варианты и не разговаривает — в тестах он оказался в 35 раз быстрее GPT-6 Sol 10-10 18:00
Трамп обещал отделить американский TikTok от Китая, но связи с ByteDance сохранились 10-10 16:56
Стартап из 14 человек подтолкнул Цукерберга к запуску Muse, несмотря на проблемы с безопасностью 10-10 16:08
Стартовые продажи Gears of War: E-Day составили скромные 230 тысяч копий — игроки предпочли знакомиться с шутером через Game Pass 10-10 15:31
Гонка ИИ превратилась в ценовую войну — OpenAI догоняет Anthropic 10-10 13:59
Google тестирует новую Gemini 4 Carbon — сотрудники сравнивают её с Claude Opus 5.5 10-10 10:56
Дания одобрила «чрезвычайный план» для электросетей, лишающий большинство ЦОД шанса на быстрое получение питания 22 мин.
Будущий iPad mini с OLED может подорожать сразу на $200 по сравнению с актуальным 60 мин.
Oxide Computer привлекла $445 млн, чтобы нарастить производство своих уникальных стоек 2 ч.
Реплику легендарного суперкомпьютера Cray-1 из винтажных Mac Mini создали в Испании 3 ч.
«Яндекс» предупредила о полной остановке работы ЦОД во Владимире из-за атаки БПЛА 8 ч.
Nvidia собирается поглотить американского разработчика открытых ИИ-моделей Reflection AI 16 ч.
Let's Encrypt с февраля 2027 года перейдёт на 64-дневные сертификаты 21 ч.
«Расстаньтесь с MacBook»: Microsoft доплатит до $1000 за переход с MacBook Pro на Surface Laptop Ultra 10-10 20:27
ASML повысила цены на весь ассортимент комплектующих для литографического оборудования 10-10 17:43
С аппаратных криптокошельков Ledger украли криптовалюту на $86 млн — и пока непонятно, как 10-10 17:32