我国科学家成功合成“陨石钻石”

7个月前 来源:光明网 观看:67

近日,记者从吉林大学获悉,该校联合中山大学组成科研团队,发现了高温高压下石墨经由后石墨相形成六方金刚石的全新路径,并人工合成出高质量六方金刚石块材料,其硬度高出立方金刚石,具有良好的热稳定性。COc即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

六方金刚石也被称为“陨石钻石”,首次被发现是在美国一陨石坑中,理论预测它比立方金刚石还要坚硬。六方金刚石的形成条件极为苛刻,只有纳米大小,且与陨石共生。因此,六方金刚石能否独立存在尚存争议,人工合成纯相六方金刚石更是极具挑战性。COc即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

鉴于六方金刚石形成过程中的超高压和高温条件,科研团队设计了高温高压实验。首先,利用激光加温金刚石对顶砧技术原位研究石墨在50GPa超高压高温下的结构变化规律,发现石墨在高压力区间会形成后石墨相高压结构,再通过局部加热成功获得六方金刚石。科研团队还进一步结合大尺度分子动力学理论模拟,揭示出石墨层堆叠构型对形成六方金刚石结构的关键作用,证实了石墨经由后石墨相形成六方金刚石的全新路径。COc即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

在30GPa、1400℃的条件下,科研团队成功制备出毫米级高取向六方金刚石块材,发现其硬度高达155±9GPa,超过天然金刚石40%,真空环境下其热稳定性可达1100℃,优于纳米金刚石的900℃。COc即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

该研究成果不仅提供了六方金刚石独立存在的有力证据,也提供了一种纯相六方金刚石人工合成的有效途径,为超硬材料和新型碳材料添加了性能更为优异的新成员,对深入了解陨石中钻石的具体来源和重大地质事件也有着重要意义。COc即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

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