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超硬的非晶碳材料
John_Chern     14天前 微信扫码分享 登录后可收藏  
应用场景:
非晶材料的合成
关键性能:
通过高压条件合成毫米大小的透明的、接近纯sp3杂化的非晶碳样品,其体积是之前研究的1000-10000倍,且最高硬度可达101.9±2.3 GPa。
产品介绍:

非晶态材料也叫无定形或玻璃态材料,这是一大类刚性固体,表现出许多优良的力学性能,而且往往易于成型,便于应用。这类材料包括天然非晶态固体、人造眼镜(氧化物和金属玻璃)、塑料、非晶态半导体等,在许多领域都有生产和使用。由于其在技术上的重要应用,具有sp2杂化或混合sp2-sp3杂化的无定形碳已被探索和制备,具有与石墨相似的柔软、导电等特性。然而,合成与金刚石结构、性质相对应的,由全sp3键形成的非晶碳块体材料仍然是一个挑战,与硅和锗的情况相反,它们很容易形成非晶结构,是碳材料领域长期未能突破的科学难题。今日,吉林大学刘冰冰、姚明光课题组,采用自主研发的大腔体压机超高压技术,利用C60碳笼压致塌缩形成的“非晶碳团簇”这一新的构筑基元,更高温压区间首次成功合成了毫米级近全sp3非晶碳块体材料,并且体积是早期研究中生产的103-104倍。该材料具有高质量、毫米级、透明的优异性能,sp3碳含量最高可达97.1%。并且本工作合成的近全sp3非晶碳具有优异的力、热、光学性能,光学带隙为2.7 eV,维氏硬度达到102 GPa,杨氏模量高达1182 GPa,可与金刚石相提并论,热导率高达26 W/mK,是目前非晶态材料中发现的硬度、热导率、模量最高的材料。上述发现有助于了解通过高压和高温技术合成块体非晶材料,并为非晶固体的应用提供新的思路。相关论文以题为“Ultrahard bulk amorphous carbon from collapsed fullerene”发表在Nature上。


产品来源:
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Mingyan Chuai  (7天前) 回复TA
恭喜刘老师大作,恭喜姚老师大作,两位资深专家是青年学者的楷模!偶像!祝母校越来越强!
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