Учёные синтезировали чистые гексагональные алмазы твёрже природных алмазов
Исследователи успешно создали чистые гексагональные алмазы, демонстрирующие твёрдость, превышающую твёрдость природных алмазов, что позволило разрешить давние споры о минерале лонсдейлите.
Исследователи успешно синтезировали чистые гексагональные алмазы, известные как лонсдейлит, которые обладают твёрдостью, превосходящей природные алмазы. Это достижение разрешило давние споры относительно существования и свойств лонсдейлита.
Команда под руководством Шоулонга Лая из Ключевой лаборатории алмазных материалов и устройств провинции Хэнань использовала условия высокого давления и высокой температуры для преобразования графита в миллиметровые гексагональные алмазы. Процесс включал сжатие высокоориентированного пиролитического графита при давлении около 20 гигапаскалей и нагреве в диапазоне от 1300°C до 1900°C. Этот метод способствовал перестройке атомов углерода в гексагональную структуру.
Для подтверждения кристаллической структуры исследователи применили синхротронную рентгеновскую дифракцию и сканирующую просвечивающую электронную микроскопию с атомарным разрешением. Эти анализы подтвердили гексагональное расположение атомов углерода, отличающее синтезированный материал от кубических алмазов.
Механические испытания показали, что гексагональные алмазы обладают твёрдостью по Виккерсу примерно 114 гигапаскалей, что немного превышает типичные 110 гигапаскалей природных алмазов. Кроме того, материал продемонстрировал высокую термическую стабильность, выдерживая окисление при температурах выше 1121 кельвина.
Успешный синтез чистых гексагональных алмазов открывает новые возможности для промышленных применений, включая разработку передовых режущих инструментов, абразивов и высокопроизводительных электронных компонентов. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.