Найдены материалы рекордной твёрдости

Учёные выявили, что два известных, но  крайне редких материала при определённых условиях могут модифицироваться так, что будут сильно превосходить по твёрдости алмаз. Интересные численные эксперименты провела группа физиков из университетов Цзяо Туна (Shanghai Jiao Tong University) и Невады (University of Nevada, Las Vegas).

Хотя номинально самым «неуступчивым» материалом считается алмаз, исследователи открыли, что по меньшей мере два материала под высоким давлением, развиваемым индентором (это предмет, вдавливаемый с фиксированным усилием в поверхность материала для измерения твёрдости последнего) претерпевают такое изменение, что становятся твёрже алмаза.

Первый из этих материалов — вюртцитный нитрид бора — w-BN. Вюртцит (Wurtzite) — это специфическая кристаллическая структура, названная по одному минералу. В случае с нитридом бора она вроде бы не придаёт ему колоссальной твёрдости, но, как выяснилось, под давлением в месте контакта с индентором w-BN претерпевает структурные преобразования с перераспределением межатомных связей.

Созданная модель этой новой структуры позволила подсчитать, что под высоким сжимающим усилием, после начала деформации, w-BN модифицируется так, что становится на 78% твёрже. А именно — его показатель вырастает до 114 гигапаскалей, что выше, чем у обычного алмаза в аналогичных условиях (примерно 97 гигапаскалей).

Тот же механизм, утверждают авторы работы, действует и в случае высокой нагрузки, прилагаемой к лонсдейлиту (Lonsdaleite). Это так называемый гексагональный алмаз, очень редкая аллотропная форма углерода. В микроскопических количествах его можно найти в местах столкновения метеоритов с земной поверхностью, либо — получить в лаборатории.

В обычных условиях твёрдость лонсдейлита ощутимо ниже твёрдости классического алмаза. Но под давлением лонсдейлит также претерпевает структурные изменения, в результате которых его твёрдость возрастает до 152 гигапаскалей, что является рекордом. Это на 58% больше, чем у обычного алмаза, поясняют учёные, пишет membrana.ru.

-->