Neue synthetische Diamanten sind die härtesten Edelsteine, die jemals geschaffen

Diamanten sind das härteste natürlich vorkommende Mineralien auf den Menschen bekannt. Auch so arbeiten Wissenschaftler um zu machen, noch härter, um funkelnde Edelsteine als Werkzeuge zum Schneiden verwenden.

Nun hat ein Team von Wissenschaftlern unter der Leitung von Yongjun Tian und Quan Huang an Yanshan University in China, synthetische Diamanten erstellt, die härter sind, was bedeutet, dass sie weniger anfällig für Verformung und Bruch, als natürliche und anderen künstlichen Diamanten sind.

Um diese härter als Stahl Diamanten zu erstellen, die Forscher verwendet winzige Partikel von Kohlenstoff, wie Zwiebeln, geschichtet und unterzogen sie hohe Temperaturen und drücke. Die daraus resultierende Diamanten hatte eine einzigartige Struktur, die macht sie widerstandsfähiger gegen Druck und ermöglicht es ihnen, mehr Hitze vertragen, bevor sie oxidieren und wiederum auf Gas (Kohlendioxid und Kohlenmonoxid) oder gewöhnliche Kohlenstoff, viele ihrer einzigartigen Diamant-Eigenschaften zu verlieren. [Fotos: 13 geheimnisvolle & verfluchten Edelsteinen]

Zuerst ein wenig über Diamanten: Edelstein-Qualität Diamanten sind einzelne Kristalle, und sie sind ziemlich hart. Aber künstliche Diamanten verwendet auf Tools sind noch härter. Und zwar deshalb, weil sie sind polykristalline Diamanten oder Aggregate der Diamantkörner Domänen, genannt, die ein paar Mikrometern oder Nanometer auf Messen. Die Körner dazu beitragen, den Diamanten nicht brechen, wie die Grenzen wirken wie kleine Mauern, die Stücke von Diamant in Position zu halten. Je kleiner die Domänen sind, desto stärker der Diamant.

Tian Team verwendet die onionlike Kohlenstoff-Nanopartikel, um Diamanten mit Domains zu machen, die wenige Nanometer groß und Spiegelbilder voneinander sind. Solche "Nanotwinned"-Kristalle sind viel härter als normale Diamanten, um den Faktor zwei.

Der künstliche Diamant Härte durch Einpressen eines pyramidenförmigen Stück von Diamant in der Nanotwinned Diamant getestet. Tian Gruppe machte eine kleine Einbuchtung in ihrer künstlichen Diamanten, Anwendung von Druck gleichbedeutend mit fast 200 Gigapascals (GPa) — etwa 1,9 Millionen Atmosphären. Eine gewöhnliche Naturdiamant würde unter nur die Hälfte, dass der Druck zu zerquetschen.

Das Team auch getestet, wie heiß die Nanotwinned Diamant vor Oxidation werden könnte. In zwei verschiedenen Tests, fanden sie, dass die gewöhnliche Diamant begann bei etwa 1.418 oxidieren und 1.481 Grad Fahrenheit (770 und 805 Grad Celsius), je nach der Testmethode. Die Nanotwinned Diamanten oxidieren nicht, bis sie 1.796 oder 1.932 F (980 oder 1, 056 C) erreicht.

Aber nicht jeder ist von diesen Ergebnissen überzeugt. Natalia Dubrovinskaia, Professor für materielle Physik an der Universität Bayreuth in Deutschland, sagte, dass sie nicht die Druckprüfungen vertraut. Wenn was Tian Konzernberichtswesen stimmt, erzählte des Eindringkörpers gebrochen haben sollte, weil das Material des Werkzeugs einrücken nicht so hart wie der Diamant Nanotwinned ist Leben Wissenschaft in einer e-Mail.

Tian widersprachen Dubrovinskaias Beurteilung des Eindringkörpers. Er sagte, dass es möglich ist, Druck auf den Nanotwinned Diamanten zu messen, weil der Eindringkörper aus einer senkrechten Position geschoben wurde und die Menge der Scherkraft auf sie reichte nicht zu beschädigen.

Tian und Dubrovinskaia haben "vor kämpfte"; Letztes Jahr sagte Yanshan-Lab, ein ähnliches Phänomen, so dass eine Form von ultrahard kubische Bornitrid nachgewiesen. Zur Zeit hat Dubrovinskaia ähnliche Bedenken geäußert.

Tian, steht unterdessen von seiner Arbeit. "Einrückung Härte eines Materials gemessen werden kann zuverlässig mit [a] Diamant-Eindringkörper, wenn die Achse des Eindringkörpers genau senkrecht auf der glatten Oberfläche der [die] Probe ist," sagte er.

Ein anderer Wissenschaftler, Ho-Kwang Mao, der Argonne National Laboratory in Illinois, denkt Tians Arbeit gültig ist; Er stellte fest, dass ein Eindringkörper die Härte von Materialien viel härter als selbst zuverlässig messen konnte.

Darüber hinaus ist der neuartige Teil der Arbeit, dass ein hartes Material in einer Weise erstellt wurde, die leicht reproduziert werden kann. "sie erstellt ein Schüttgut," sagte Mao. "Gelang es, dies und machen es härter als Diamant – das ist Roman."

Die neue Studie ist detailliert in der 12 Juni-Ausgabe der Zeitschrift Nature.

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