Сегодня 30 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 🔥
Microsoft разрешила оцифровывать игры с дисков всем пользователям Xbox Series X и Xbox One 22 мин.
Microsoft видит в Copilot новую операционную систему — но Windows пока рано списывать со счетов 3 ч.
«Серьёзный кандидат на звание худшего месяца»: Sony горько разочаровала подписчиков PS Plus анонсом игр на октябрь 3 ч.
ИИ-агент Muse без разрешения влез в личные сообщения пользователя — в Meta сказали, что тот сам виноват 5 ч.
Скидки и распродажи в Steam скоро станут более динамичными и персонализированными 5 ч.
Meta представила новое направление ИИ-бизнеса — Enterprise Platform 6 ч.
Microsoft выпустила WSLC для работы с Linux-контейнерами в среде Windows 6 ч.
NetApp покупает PEAK:AIO — британского разработчика программно-определяемых СХД для ИИ 6 ч.
«Мы знаем, как найти вас»: ФБР отчиталось об аресте одного из лидеров хакерской группировки ShinyHunters и пригрозило остальным 7 ч.
Китайские ИИ-агенты научились лгать и фальсифицировать результаты — не хуже американских 8 ч.
TP-Link открыла предзаказы на свой первый роутер с Wi-Fi 8 — Archer 8 Ultra оценили в €800 11 мин.
Учёные нашли признаки планеты там, где её не должно быть — у очень горячей звезды, да ещё и в обитаемой зоне 30 мин.
AOC представила монитор с настоящими 1000 Гц в Full HD — 24,5-дюймовый Agon Pro AGP257FT 3 ч.
ИИ стал доступнее в сотни тысяч раз за пять лет — ни одна другая технология не дешевела так быстро 3 ч.
Samsung представила Galaxy SmartTag3 — трекер стал легче и компактнее, работает дольше и совместим с iPhone 5 ч.
AAEON выпустила мини-компьютер UP Xtreme PTL Edge Air с твердотельным кулером Frore Systems AirJet 5 ч.
Южнокорейская Doosan Enerbility обошла Siemens Energy по количеству заказов газовых турбин в США 6 ч.
Apple представит домашний смарт-дисплей HomePad уже 13 октября 8 ч.
Геймер разогнал память GDDR7 на RTX 5070 Ti на внушительные 39 % — прибавка FPS оказалась мизерной 8 ч.
Samsung представила флагманский планшет Galaxy Tab S12 Ultra с огромным экраном и очень тонким корпусом, а также Tab S12+ 9 ч.