Сегодня 13 августа 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.

Источник:

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

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Состоялся релиз ОС «Альт Оркестрация» — неизменяемой платформы для организации Kubernetes-кластеров 8 ч.
CD Projekt Red сократила команду разработки мультиплеерного «Ведьмака» на 20 %, но уверяет, что всё хорошо 9 ч.
SpaceXAI представила ИИ-модель Grok 4.6, которая не уступает флагманам GPT-5.6 Sol и Claude Fable 5 9 ч.
Warhammer 40,000: Dawn of War 4 задержится на два с половиной месяца — объявлена новая дата выхода перспективной стратегии 11 ч.
От GTX 1660 до RTX 5080: разработчики амбициозного боевика Phantom Blade Zero раскрыли системные требования игры с трассировкой лучей и без 12 ч.
Meta начали судить за подсаживание детей на Facebook и Instagram — компании грозит $1,4 трлн штрафов 12 ч.
Ghost of Yotei в один день получит сюжетное дополнение Echoes of Sekigahara и платный роглайк-режим — трейлер и дата выхода 13 ч.
Pixel 11 получили умную клавиатуру Gboard Rambler и новые функции перевода 13 ч.
Nvidia разрабатывает открытую ИИ-модель Nemotron 4 с 1 трлн параметров 14 ч.
Сиквелы, мультиплеер, дополнения и релиз на Switch 2: раскрыты планы на развитие Crimson Desert 14 ч.
ИИ-банк Nvidia будет обеспечивать минимальную остаточную стоимость GPU для кредиторов 2 мин.
В Германии потребовали привлечь Meta к уголовной ответственности из-за скрытой съёмки в умных очках 2 ч.
Масштабный сбой сказался на домашних питомцах, поскольку умные кормушки и поилки перестали работать по расписанию 3 ч.
Новая статья: Обзор и тестирование корпуса SAMA S50 Black: а где в нём место под блок питания? 6 ч.
Китайская CXMT довела выход годных чипов DDR5 до 90 % — почти как у Samsung 7 ч.
Новая статья: Обзор HONOR Pad X9b Max: универсальный большой планшет с антибликовым экраном 8 ч.
BenQ выпустила 27-дюймовый игровой QD-OLED-монитор MOBIUZ EX271QMZ с 1440p и 240 Гц за $500 9 ч.
Nvidia снова повысила цену RTX Pro 6000 Blackwell — теперь видеокарта почти вдвое дороже, чем при запуске 9 ч.
Защита TPM в Ryzen оказалась дырявой: AMD нашла пару серьёзных уязвимостей, патчи уже вышли 10 ч.
Jaguar показала электромобиль Type 01 изнутри перед официальной премьерой 10 ч.