有比钻石更硬的东西存在吗？

admin • 2022-10-24 • 科学现象知识 • 19 阅读

在科学上钻石仍是最坚硬的物质，但一群美国研究者表示他们已经制造出了一种包含了碳氮结晶的合成材料，科学家认为它大有希望成为最坚硬的物质。

关于超硬材料的研究最早开始于20世纪80年代末，当时一个美国科学家提出了一个计算物体硬度的公式。这个公式显示β-C3N4应该比其他东西要硬一些。

非结晶碳氮这种蓝灰色物质能被轻易地在实验室制造出来，但科学技术已证明得到超硬晶体是极为困难的。

研究者轮流将碳氮和钛氮薄层置于室温下，用一个叫做“磁控溅射”的方法将气体分子向固体目标射击。气体分子会除去目标物表面的原子，与它们发生化学结合，再从那里反射回来并沉淀在附近的表面上。研究小组决定将氮分子发射到一个一半涂碳另一半涂钛的目标物上，因此当目标物旋转时氮原子被交替击在两种物料上，并在一个紧靠目标物的表面上产生了连续的碳氮层和钛氮层。钛氮和非结晶碳氮都是坚硬的物质，而淡桃红色的合成材料的硬度是其中任何一个的两倍。但是，它仍然没有钻石那么硬。

不过，研究仍在继续，因为那些比钻石更硬（也更便宜）的东西将会有一个广阔的利用空间。超硬材料可以用来切割钢铁，这是钻石不能做到的，因为钻石受热后会燃烧起来。同样的，我们也不可能在金属上涂上一层钻石层。如果在齿轮和轴承这些机械结构上涂上一层β-C3N4，它们将会比普通部件的使用寿命更长。另外还可以在液体润滑剂不适用的设备上使用。一层薄薄的β-C3N4也可以用来保护电脑光盘的表面。