Создан самый твердый алмаз в мире
Исследователи из Китая получили синтетический алмаз, который тверже своего природного аналога, а также может выдерживать более высокие температуры. Исследователи уверены, что новая форма алмаза может применяться для изготовления суперрежущих поверхностей или инструментов, которые смогут работать при очень жестких условиях.
Материал удалось получить, нагревая «углеродные луковицы» (carbon onions) – концентрические сферические фуллерены, инкапсулированные друг в друга, при температуре 2000?C и давлении 25 ГПа. Твердость получившегося в результате алмаза составляет около 200 ГПа, и он сохраняет устойчивость до температур, около 1000 градусов, что примерно на 200 градусов выше, чем термическая устойчивость обычного алмаза.
Суперспособности алмазов обуславливаются ультратонкими структурами в зернах – наноблизнецами (nanotwins) – крошечными кристаллическими сегментами, являющихся отражением друг друга в границах раздела.
Наноблизнецы не только способствуют увеличению жесткости, но дают материалу устойчивость к сжатию, что делает алмаз устойчивее к окислению, позволяя ему выдерживать действие более высоких температур.
Китайские ислледователи в настоящее время работают над понижением давления, необходимого для получения супералмаза, используя углеродные луковицы с более однородной структурой. Ученые надеются, что им удастся подобрать условия, которые позволят получать сверхтвердые супералмазы в промышленных объемах.
Совершили ли китайские исследователи прорыв в науке, взяв в качестве исходных веществ углеродные луковицы, пояснил профессор кафедры минералогии и литологии КФУ Александр Бахтин.
- Как известно, алмаз под воздействием индентора – предмета, развивающего фиксированное давление на поверхность – демонстрирует существенные изменения внутренних свойств, вследствие чего происходит увеличение прочности материала, - рассказывает Александр Иосифович. - Сама структура алмаза имеет определенный предел максимальной прочности, превысить который невозможно. И заявление китайских ученых об изобретении самых твердых алмазов в мире лишь говорит о том, что им удалось создать определенные условия для выращивания новых форм алмазов.
А вот исключительная твердость и термическая стабильность новой формы алмаза действительно может сделать его идеальным материалом для изготовления промышленных или научных инструментов (например, алмазных наковален), которые могут работать даже при очень высоких температурах.
Напомним, что на сегодняшний день в области геммологического облагораживания алмазов в КФУ накоплен определенный научный и производственный потенциал.
Доцент кафедры минералогии и петрографии института геологии Олег Лопатин, старший научный сотрудник лаборатории "Радиационная физика" КФТИ Рустем Хайбуллин, инженер-исследователь лаборатории радиационной физики Казанского физико-технического института им. Е.К. Завойского КазНЦ РАН Владимир Нуждин и инженер 1 категории кафедры минералогии и литологии Института геологии и нефтегазовых технологий КФУ Анатолий Николаев нашли способ получения алмазов фантазийного желтого и черного цвета.
