| 9月15日消息，眾所周知，鉆石是地球天然礦物中硬度最高，而立方氮化硼是一種常用的磨料，雖然硬度低于金剛石，但是其擁有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性。近日，研究人員用一種新型的的合金方法熔合鉆石和立方氮化硼，研制出了一種超硬度材料。
人們都說鉆石是堅固不變的，這當然是除了它們在高溫下被用來切割鐵，鈷，鎳，鉻，釩時被氧化的情況。相反，立方氮化硼具有優(yōu)秀的化學(xué)惰性，但其硬度卻只有鉆石的一半。為了研制一種適用于工業(yè)上各種材料的超硬材料，中國四川大學(xué)的研究者們制造出了一種鉆石和立方氮化硼的合金，這種合金結(jié)合了兩種材料的優(yōu)良屬性。
“鉆石和立方氮化硼是很容易形成合金來填補彼此性能上的缺陷的，因為二者在晶格結(jié)構(gòu)和共價健特點方面比較類似，” 四川大學(xué)原子與分子物理研究所(Sichauan University‘s Institute of Atomic and Molecular Physics)教授賀端威說。“但是，這個想法卻從未得到證實，因為以前研究中所獲得的樣品太小以至于無法測試其實際性能。”
為了合成鉆石-cBN合金，研究者們將鉆石和立方氮化硼的粉末均勻混合， 放入真空爐內(nèi)在1300開爾文溫度下煅燒兩個小時，然后在15吉帕斯卡以上的壓力條件和2000開爾文以上的高溫條件下將材料壓制成直徑為3.5毫米的小球。小球經(jīng)過打磨和削尖成為切割工具。
研究人員在計算機數(shù)控車床上測試了該合金切割硬化鋼和花崗巖條的性能。他們發(fā)現(xiàn)鉆石-cBN合金在切割硬化鋼樣品時，其磨損性能和刀具壽命可媲美多晶立方氮化硼，并且在切割花崗巖時表現(xiàn)出明顯較少的磨損。 此外，這種合金還表現(xiàn)出了更好的高速切割性能，這一點超過了任何多晶立方氮化硼或者商業(yè)用的多晶鉆石。
賀教授和他的合作者們下一步將開發(fā)制造厘米尺寸的鉆石-cBN合金的技術(shù)，為工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)鋪路。
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