中国科学家造出世界最硬玻璃,比钻石还硬,可以直接划破钻石( 二 )


中国科学家造出世界最硬玻璃,比钻石还硬,可以直接划破钻石
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当温度和压强足够大时 , 可以使碳元素的sp2杂化向sp3杂化转变 。 燕山大学的田永君团队就是利用这个性质 , 在高温高压条件下将C60结构破坏 , 使部分碳原子形成sp3杂化 , 在局部形成四面体结构 , 这个过程相当于破坏了原来有序的晶体结构 , 形成了新的无序态玻璃状结构 。
中国科学家造出世界最硬玻璃,比钻石还硬,可以直接划破钻石
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该科研团队以C60为原料 , 使用了多种温度制造这种玻璃态碳材料 , 发现在1200℃时形成的sp3杂化程度最高、最为致密 。 通过对该条件下制备的玻璃进行硬度测试 , 维氏硬度(HV)高达~113GPa , 可以刻划维氏硬度为103GPa的单晶金刚石晶面 。
除了超高的硬度之外 , 该玻璃材料的强度也可以与金刚石相媲美:这种材料的表面能承受高达~70GPa的压力而不会出现裂痕 。 这是迄今为止发现的最硬、最强的玻璃态的碳 。
中国科学家造出世界最硬玻璃,比钻石还硬,可以直接划破钻石
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中国科学家造出世界最硬玻璃,比钻石还硬,可以直接划破钻石】这个研究成果使人们对玻璃有了更深一步的了解 , 未来玻璃材料在一些方面完全可以媲美晶体材料 , 并且该材料能带间隙大小适中 , 可作为半导体材料使用 , 未来或许在半导体领域能够有一定的应用价值 。