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激光組件與材料

實驗室製造六邊形鑽石,比普通鑽石更堅硬

2021-04-07 我要評論(0 )   

 新浪科技訊 北京時間4月7日消息,鑽石可能是已知最堅硬的天然物質,但研究人員發現還有比鑽石更堅硬的物質,科學家在實驗室裏製造一種六邊形鑽石,以時速24100公裏發...

 新浪科技訊 北京時間4月7日消息,鑽石可能是已知最堅硬的天然物質,但研究人員發現還有比鑽石更堅硬的物質,科學家在實驗室裏製造一種六邊形鑽石,以時速24100公裏發射1枚1角大小的石墨圓片朝向這個(ge) 人造鑽石,在其分解之前使用聲波和激光束進行測量,結果顯示它比天然鑽石更加堅硬。

  六邊形鑽石,也被稱為(wei) 菱形鑽石,是一種特殊類型的鑽石,其碳原子排列成六邊形,當石墨暴露在極端熱和應力作用下時形成,例如:流星碰撞地點,這種稀有材料長期以來被認為(wei) 比普通立方體(ti) 鑽石的硬度更高。

  然而,由於(yu) 在隕坑中發現的六邊形鑽石含有太多雜質,科學家從(cong) 未準確地測量它們(men) 的性質,目前,研究人員不僅(jin) 在實驗室鍛造出高純度六邊形鑽石,還用聲波和激光結合的方法測量它們(men) 的硬度,即在被擠壓或拉伸時抵抗形狀變化的能力。

  該研究報告合著作者、美國華盛頓州立大學衝(chong) 擊物理研究所所長約根德拉·古普塔說:“鑽石是一種非常獨特的材料,它不僅(jin) 是最堅硬的,還擁有漂亮的光學性能和非常高的導熱性,現在我們(men) 已經在衝(chong) 擊壓縮實驗中製造出六邊形鑽石,它比普通鑽石更加堅硬結實。”

立方體(ti) 鑽石通常在地球表麵之下150千米深度形成,其承受的極端壓力是深海壓力的數倍,溫度達到1500攝氏度以上,但為(wei) 了形成六邊形鑽石,研究人員模擬了流星撞擊時的高能衝(chong) 擊,使用火藥和壓縮空氣以難以置信的速度發射石墨圓片,當石墨圓片撞擊牆壁的時候,衝(chong) 擊產(chan) 生的衝(chong) 擊波迅速將石墨圓片變成了六邊形鑽石。

 為(wei) 了在該礦物質被粉碎前的幾分之一秒內(nei) 測量鑽石的強度和硬度,研究人員發射了一種聲波,並用激光測量聲波穿過六邊形鑽石的速度,聲波使鑽石密度在移動過程中發生波動,從(cong) 而影響激光束的路徑長度,材料硬度越大,聲波穿過它的速度就越快。

  事實上,研究人員很難判斷六邊形鑽石是否比普通鑽石更硬,硬度是用於(yu) 衡量劃傷(shang) 材料表麵的難易程度,而六邊形鑽石存在的時間並不長,科學家無法劃傷(shang) 它們(men) 。目前,科學家還沒有找到一種方法在實驗室中製造出保存時間更長的六邊形鑽石,但如果找到這樣的方法,研究人員預計它將有一係列用途,從(cong) 製造更高效的鑽頭,至更精美的訂婚鑽戒。

  古普塔說:“如果有一天我們(men) 能製造並拋光這些人造六邊形鑽石,我認為(wei) 它會(hui) 比天然立方體(ti) 鑽石更受人們(men) 歡迎,如果有人問你從(cong) 兩(liang) 個(ge) 鑽石中挑選一個(ge) :一個(ge) 比另一個(ge) 更稀有,你會(hui) 選哪一個(ge) 鑽石呢?”目前,這項最新研究報告發表在近期出版的《物理評論B刊》雜誌上。


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