Китайские учёные создали алмаз в пять раз прочнее обычного
Китайские исследователи из Института физики Академии наук Китая и Университета Бэйхан совместно с другими лабораториями страны создали композитный алмаз, который примерно в пять раз прочнее монокристаллического. Секрет — в добавлении углеродных нанотрубок, которые связывают зёрна алмаза на атомном уровне. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Synthesis в июле. Эту информацию сообщает сайт BGR.
Для создания композита учёные заполнили промежутки между алмазными зёрнами многостенными углеродными нанотрубками, каждая из которых в 10 000 раз тоньше человеческого волоса. Смесь нагрели до 2000 градусов Цельсия и подвергли давлению 15 ГПа. Это заставило нанотрубки образовать трёхмерную сеть, пронизывающую весь материал.
Испытания показали, что твёрдость композита составляет около 91,6 ГПа — на уровне обычного алмаза. При этом трещиностойкость достигла 31,9 МПа·м½, что выше показателя вольфрамовых сплавов (25,6 МПа·м½). Если в композите появляется трещина, нанотрубки меняют её направление и удерживают края вместе, поглощая энергию разрушения.
Обычный алмаз считается самым твёрдым природным материалом и получает 10 баллов по шкале Мооса, но эта шкала измеряет только устойчивость к царапинам. Алмаз хрупок: у него есть плоскости спайности в четырёх направлениях, по которым он может расколоться при ударе. Именно поэтому стальной молоток, не оставляющий царапин, способен разбить алмаз.
Пока исследователи упоминают лишь два возможных применения нового материала — сверхпрочные инструменты и ударопрочные материалы. Ранее Китай уже создал искусственный алмаз из графита, который оказался твёрже природного, но новый подход отличается тем, что не меняет структуру самого алмаза, а усиливает его снаружи.
