【最硬的人工合成材料：氮化碳薄膜】金剛石，也就是我們常說的鉆石，它是一種由碳元素組成的礦物，由于特殊的碳元素結構使得金剛石成為自然界中最硬的物質 。人造材料又稱合成材料，是人為地把不同物質經化學方法或聚合作用加工而成的材料，其特質與原料不同，如塑料、鋼鐵等 。那你知道最硬的人工合成材料是什么？下面就給各位介紹下一種世界上最硬的新材料——氮化碳薄膜，這是一種硬度可以和金剛石相媲美而在自然界中尚未發(fā)現(xiàn)的新的共價化合物，讓我們一起來了解一下吧
最硬的人工合成材料
1993年7月，美國哈佛大學傳出轟動性的科技新聞：利用激光濺射技術研制成功了氮化碳薄膜 。分析表明，這種具有β-C3N4結構的新材料的晶體硬度超過了目前世界上最硬的金剛石晶體，成為首屈一指的超硬新材料，引起了全世界科學界和工程技術界的強烈反響和巨大震動 。
制備氮化碳的實驗是在1989年首先從理論上預言4年之后獲得成功的 。科學家在分析一系列超硬材料結構，如最硬的材料金剛石，體積彈性模量B高達435吉帕，立方氮化硼B(yǎng)=369吉帕，以及硬度相對較低的碳化硅（SiC）、碳化硼（B4C）和氮化硅（Si3N4）等超硬材料后，發(fā)現(xiàn)其中β-Si3N4已經有大量的研究結果，于是提出以碳取代硅會產生怎樣的結果呢？計算表明，得到的數(shù)據令人振奮，描述β-C3N4晶體的彈性模量B=483吉帕！而材料的體積彈性模量B的大小正是表明材料硬度高低的宏觀物理量 。這就從理論上首次預言了氮化碳的硬度可能比以往世界上最硬的金剛石還要高 。
在自然界，至今還沒有發(fā)現(xiàn)天然存在的氮化碳晶體，而1993年竟然在實驗室人工合成了硬度超過金剛石的這種新材料 。這一轟動性的事件一經在美國的《科學》和《紐約時報》上報道，成為轟動性科技新聞后，立即引起全世界材料界的關注 。于是世界上許多實驗室開展了這項研究，一時間形成熱潮 。在研究機構、國防部門和公司企業(yè)的共同協(xié)作下，一些實驗室很快取得很好的成果 。這有力地說明，學者與企業(yè)家攜手合作在高新技術發(fā)展過程中的重要性 。
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