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据《南华早报》消息, 中国科学家克服了钻石那种类似玻璃的脆弱性,让它具备了用铁锤

据《南华早报》消息,
中国科学家克服了钻石那种类似玻璃的脆弱性,让它具备了用铁锤也敲打不碎的韧性。

众所周知,钻石是世界上最硬的天然材料,由于碳原子以四面体结构紧密排列,立体网络状,让它在莫氏硬度标准中它达到了最高的10级。但钻石的罩门就是,它“韧性”却相对较弱,它不怕任何物质的摩擦,但却怕猛烈撞击。

中国科学家通过努力,在材料学中,将这两者兼顾。科学家们将微米级钻石粉均匀混合,加以2000°C高温,15吉帕压力(约大气压的15万倍的高压)下让其重新组合,成功将钻石韧性提升6倍,甚至超过了钨合金的韧性。

该材料将有巨大用途,比如:

1、超硬切削刀具
金刚石刀具在加工高硬度材料时,最怕发生崩刃或破损。新型高韧性钻石材料,正好弥补了这个缺点。

2、地质钻头
在深地钻探和矿产开采中,钻头需要长期在极端高温、高压和复杂地层条件下工作。传统金刚石钻头因韧性不足,遇到坚硬岩层或剧烈震动时极易碎裂,导致频繁更换钻头,严重拖慢工程进度并增加成本。新型复合材料凭借超强的抗冲击能力,能够在复杂恶劣的工况下保持结构稳定,显著提升钻探效率和设备的可靠性。

3、 航天零件
航空航天领域对材料的要求极为苛刻。一方面,飞行器在极端环境下需要能承受复杂热-力载荷的结构件;另一方面,高功率半导体器件和航天器需要极佳的热管理方案。金刚石本身具备极高的热导率,但过去的脆性限制了其加工成复杂形状散热器件的可能。这种超强韧钻石复合材料不仅能被制成更复杂的航天结构件,还能作为高可靠性的高功率半导体散热材料,在极端工况下保持稳定运行。

国际材料学界普遍认为,这项突破颠覆了人类对超硬材料“硬度与韧性不可兼得”的传统认知,给全世界硬质材料设计提供了全新范式,也是具有“中国标签”的里程碑式突破。中国在这方面的技术全面超越了欧美。