科學(xué)家研制新型超硬度材料 采用鉆石熔合制成

　　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(jiān)固不變的，這當(dāng)然是除了它們?cè)诟邷叵卤挥脕砬懈铊F，鈷，鎳，鉻，釩時(shí)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(guó)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(bǔ)彼此性能上的缺陷的，因?yàn)槎咴诰Ц窠Y(jié)構(gòu)和共價(jià)健特點(diǎn)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(gè)想法卻從未得到證實(shí)，因?yàn)橐郧把芯恐兴@得的樣品太小以至于無法測(cè)試其實(shí)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(gè)小時(shí)，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(jì)算機(jī)數(shù)控車床上測(cè)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(shí)，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(shí)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(diǎn)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。