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走向制取超金刚石材料的又一步

        一种由厚度与原子相似的氮化钛和氮化碳层构成的合成材料,其硬度已达到

氮化硼立方晶体的水平,后者是目前硬度最接近金刚石的人造材料。除了实际的

用途外,这种合成材料还证明了一种方法的正确性,该方法可能成为制取具有超

硬度晶体结构的纯氮化碳的关键。纯氮化碳的超硬结构最初是由物理学家马尔文·

科恩和材料学家埃米·刘在伯克利加州大学预言的。

        科恩和刘推测,氮化碳晶体内的共价键会使之比金刚石更硬。他们的计算机

模型也证明了b 相结构较为稳定。但是,尝试制取此种结构的氮化碳薄膜的研究

人员最终得到的是一种非晶态的化合物,其结构完全没有规律。

        科学家称,问题是碳原子和氮原子不会轻易地按b 相结构排列自己,“如果

光靠自然界,这种结构是不会形成的”。于是在两年以后,把氮化钛棗其晶格正

好与所预言的结构完全匹配棗用作它的模板。他们使用一种名为磁控管喷镀的工

艺,在钢材表面交替镀上这两种材料。

        结果得到的合成材料异常坚硬。其硬度为4555千兆帕斯卡,几乎是非晶氮

化碳的两倍,并且接近金刚石的硬度。由于这些氮化碳的层的厚度很薄,只有4

5毫微米,它们的结构很难看出,目前正在进行电子衍射研究,可能会得出判断。

 

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