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聚合钻石纳米棒
聚合钻石纳米棒（英語：Aggregated diamond nanorods，又称钻石纳米棒聚合体，简称ADNR），是一种纳米级晶型钻石，又称纳米钻石（nanodiamond）或超钻石（hyperdiamond）。聚合钻石纳米棒是于2003年由石墨的压缩制得的，也就是那次发现它比一般的钻石要硬得多，[1]这使得它成为已知最硬的材料。后来，富勒烯的压缩也制得了这种物质，并证实这是已知最硬和最难压缩的材料，等温体积弹性模量为491GPa，而一般钻石的模量为442–446 GPa；这些数据是从X射线衍射数据中得出的，并说明聚合钻石纳米棒的密度比普通钻石高0.3%。[2]同一个研究小组后来说：“聚合钻石纳米棒的硬度和杨氏模量与天然钻石相当，但具有更优的耐磨性。” [3]
硬度 编辑
纯钻石的<111>晶面（垂直于立方体对角线的平面）用纳米钻石刻划测试时的硬度为167±6 GPa，而纳米钻石样品本身用纳米钻石刻划测试时硬度达到了310GPa。[4]然而，这种测试只在刻划工具比测试样品更硬时才能得出正确结果。也就是说，纳米钻石的真实硬度可能略小于310 GPa。
制备 编辑
聚合钻石纳米棒可由压缩富勒体（英語：fullerite，富勒烯的一种固态形式）粉末制得，与上文所述方法有些类似。一种方法使用了金刚石压腔，在不加热的情况下对其施加大约37GPa的压力。[5]另一种方法是，将富勒体先用较小的压力（2–20GPa）压缩，然后加热到300–2500 K的温度。[6][7][8][9]聚合钻石纳米棒的超高硬度可能在上世纪90年代就有研究者报道。[4][5]这种材料是一系列相互连接的钻石纳米棒所构成，各纳米棒直径为5至20纳米，长度大约为1微米。
参见 编辑
参考文献 编辑
- ^ Irifune, Tetsuo; Kurio, Ayako; Sakamoto, Shizue; Inoue, Toru; Sumiya, Hitoshi. Ultrahard polycrystalline diamond from graphite. Nature. 2003-02-06, 421 (6923) [2022-10-31]. ISSN 0028-0836. PMID 12571587. doi:10.1038/421599b. （原始内容于2022-10-31） （英语）.
- ^ Dubrovinskaia, Natalia; Dubrovinsky, Leonid; Crichton, Wilson; Langenhorst, Falko; Richter, Asta. Aggregated diamond nanorods, the densest and least compressible form of carbon. Applied Physics Letters. 2005-08-22, 87 (8) [2022-10-31]. Bibcode:2005ApPhL..87h3106D. ISSN 0003-6951. doi:10.1063/1.2034101. （原始内容于2022-10-22） （英语）.
- ^ Dubrovinskaia, Natalia; Dub, Sergey; Dubrovinsky, Leonid. Superior Wear Resistance of Aggregated Diamond Nanorods. Nano Letters. 2006-04-01, 6 (4) [2022-10-31]. Bibcode:2006NanoL...6..824D. ISSN 1530-6984. doi:10.1021/nl0602084. （原始内容于2022-10-31） （英语）.
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外部链接 编辑
- The invention of aggregated diamond nanorods （页面存档备份，存于互联网档案馆） at Physorg.com （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- Diamonds are not forever （页面存档备份，存于互联网档案馆） at Physicsworld.org （页面存档备份，存于互联网档案馆）