自然:极硬材料合成研究获重大突破 硬金刚两倍耐温高2百

王兴

作者：田永君等 来源：《自然》

发布时间：2014-6-13 23:29:08

极硬材料合成研究获重大突破

中国材料科学家、燕山大学田永君教授领导的研究团队与吉林大学马琰铭教授和美国芝加哥大学王雁宾教授合作，继2013年合成出极硬纳米孪晶立方氮化硼之后再次取得突破，在高温高压下成功地合成出硬度两倍于天然金刚石的纳米孪晶结构金刚石块材。研究成果发表在2014年6月12日的《自然》杂志上。

天然金刚石在2700多年前被发现以来，一直被公认为自然界中的最硬材料。1955年美国通用电气公司利用高温高压技术在实验室成功地合成出人造金刚石单晶，掀开了金刚石工业应用的新篇章，成为超硬材料研究的里程碑，从此合成出比天然金刚石更硬的新材料就变成了科学界和产业界的共同梦想。

但是经过多年努力之后，科学家们开始对实现这一梦想感到失望。英国剑桥大学卡文迪许实验室的两位学者就曾撰写一篇题为“比金刚石更硬：只是幻想”的文章，指出：“事实上，到目前为止既没有发现天然材料也没有发现合成材料比天然金刚石更硬，而且能够合成出比天然金刚石更硬的材料几乎是不太可能的”。

2013年，田永君教授研究团队首先利用洋葱结构氮化硼前驱物在高压下成功地合成出纳米孪晶结构立方氮化硼，其硬度超过了人造金刚石单晶。纳米孪晶立方氮化硼的成功合成开辟了一个同时提高材料硬度、韧性和热稳定性的新途径。

到目前为止，通过石墨、非晶碳、玻璃碳和C60等碳前驱体的高压相变还不能获得纳米孪晶结构金刚石。为此，田永君教授研究团队及其合作者开始研究洋葱碳在高温高压下的相变过程。在较低温度下洋葱碳在形成纳米孪晶结构立方金刚石的同时还共生出一种单斜结构的金刚石；在较高温度下，碳洋葱转变成了单相的纳米孪晶结构金刚石，孪晶的平均厚度小到5nm。这种纳米孪晶金刚石具有从未有过的硬度和稳定性：维氏硬度约为天然金刚石的两倍，空气中的起始氧化温度比天然金刚石高出200摄氏度以上。 （高长安 蔡常山）

http://www.nature.com/nature/jou ... ll/nature13381.html

王兴

燕山大学:

燕山大学，简称“燕大”，源于哈尔滨工业大学，始建于1920年。1958年哈尔滨工业大学重型机械系及相关专业成建制迁至工业重镇齐齐哈尔市富拉尔基区，组建了哈尔滨工业大学重型机械学院。1960年独立办学，定名为东北重型机械学院。1978年被确定为全国重点大学。1985年至1997年学校整体南迁秦皇岛市。1997年1月经原国家教委批准，更名为燕山大学。2006年，国防科工委和河北省共建燕山大学。2010年，国家国防科工局和河北省共建燕山大学。[1]
截至2014年3月，燕山大学占地面积4000亩，建筑面积100万平方米。现有教职工3000人，其中专职教师2000人，教师中教授413人（含博士生导师171 人），副教授630人。有普通高等教育在校生39000人。[1]
截至2014年3月，燕山大学设有11个博士后流动站，11个博士学位授权一级学科；有27个硕士学位授权一级学科，9个硕士专业学位授权类别，18个工程硕士授权领域；有62个本科专业，形成以工为主，文、理、经、管、法、艺、教等多学科共同发展的学科格局。

http://baike.baidu.com/view/5887.htm

http://ysu.edu.cn/