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实验室制造的六角形钻石比天然钻哞山あずさ石坚硬

物理学 2021-10-20 23:59:34

华盛顿州立大学 信用:Pixabay/CC0公共域 自然界最强的物质现在面临着激烈的竞争

研究人员第一次有了确凿的证据,证明人造六边形钻石比自然界中常见的立方体钻石更坚硬,并且经常用于珠宝中

六边形钻石以其六边形的晶体结构命名,在一些陨石撞击点被发现,还有一些在实验室里被短暂制造出来,但是这些钻石要么太小,要么存在时间太短,无法测量

现在,华盛顿州立大学冲击物理研究所的科学家创造了六边形钻石,其大小足以用声波测量其硬度

他们的发现在《物理评论》最近的一篇论文中有详细描述

“钻石是一种非常独特的材料,”尤根德拉·古普塔说,他是冲击物理研究所的主任,也是这项研究的相应作者

“它不仅是最强的——它具有美丽的光学特性和非常高的热导率

现在我们已经做出了六边形的钻石,这种钻石是在冲击压缩实验下产生的,比普通的宝石钻石要坚硬和坚固得多

" 研究人员一直想创造一种比天然钻石更坚固的材料,这种材料在工业上有多种用途

虽然许多理论认为六边形钻石会更坚固,但WSU的研究提供了第一个实验证据

第一作者特拉维斯·沃尔茨现在是劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的博士后研究员,他在WSU大学的论文工作集中在用石墨制造六角形钻石上

在这项研究中,沃尔茨和古普塔使用火药和压缩气体,以大约每小时15000英里的速度,将一个一角硬币大小的小石墨圆盘推进到一种透明材料上

撞击在圆盘上产生冲击波,非常迅速地将它们转变成六边形钻石

撞击后,研究人员立即产生一个小声波,并使用激光测量其在钻石中的运动

声音在较硬的材料中传播得更快

以前声音在立方体钻石中移动最快;在实验室制造的六角形钻石中,它移动得更快

每个过程都发生在几十亿分之一秒或几纳秒内,但研究人员能够在高速撞击摧毁钻石之前进行硬度测量

刚度是材料抵抗力或压力下变形的能力——例如,岩石比橡胶更硬,因为橡胶在受压时会弯曲

硬度是对刮擦或其他表面变形的抵抗力

沃尔茨说,通常更硬的材料也更硬

虽然研究人员无法直接刮擦钻石来测试硬度,但通过测量钻石的硬度,他们可以推断出钻石的硬度

如果科学发展到实验室制造的六边形钻石可以被制造和回收的地步,它们可能会有一系列的用途

“硬材料对加工能力很有用,”沃尔茨说

例如,金刚石在钻头中已经使用了很长时间

因为我们发现六角金刚石可能比立方金刚石更硬,所以它可能是机械加工、钻孔或使用立方金刚石的任何类型应用的更好的选择

" 虽然工业优势显而易见,但古普塔表示,六角形钻石仍有可能有朝一日用于订婚戒指

目前实验室制造的立方体钻石与天然钻石相比价值较低,但六角形钻石可能更新颖

古普塔说:“如果有一天我们能够生产它们并对它们进行抛光,我想它们的需求量将会超过立方体钻石。”

“如果有人对你说,‘看,我会给你两颗钻石的选择:一颗比另一颗难得多

你会选哪个?"

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