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物理学家揭示钻石新特性

作者: 发布时间:2019-07-19 浏览次数:471
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  TSU物理学家与来自新西伯利亚,克拉***亚尔斯克,德国和韩国的科学家合作,发现了在Popigai astrobleme的Skalnoe矿床开采的钻石的新纳米力学性质。结合实验和理论方法,他们证明这种矿物能够比“理想”标本更强烈地抵抗全面压缩。Popigai陨石坑的钻石被用作激光系统中的光学材料,因此物理学家的任务是将它们的性质与现有的类似物进行比较。

  Popigai astrobleme是一个位于Popigai河流域西伯利亚的陨石坑。它的直径约100公里,是世界上第四大火山口。Popigai astrobleme是在大约3500万年前在一块巨大的陨石撞击岩石山脊时形成的,于1946年被发现。后来证实,单独的Skalnoe矿床含有的钻石数量超过了世界上所有的金伯利岩矿床。现在,这些钻石特别适用于激光系统中的光学材料。

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  作为该项目的一部分,科学家们研究了独特冲击钻石的结构和机械性能,即由于陨石撞击后开始的地质过程而形成的钻石。物理学家研究了含有六方相和立方相的双相钻石(该相表明钻石的化学元素——碳原子是如何构成的)。通过高压X射线衍射(高达25 GPa)研究了Popigai冲击品种的结构和力学性质。在实验工作过程中,科学家们***能够获得六方金刚石相的体积模量(物质抵抗全面压缩的能力)。

  TSU物理学院光物理和光化学实验室的主要成员Pavel Avramov说:“在TSU用电子密度泛函法进行的理论计算显示,Popigai金刚石体积模量比理想的立方和六方金刚石要高。这些结果扩大了在量子物理、光学、激光技术和空间研究等科学实验中发现的范围。”

  金刚石是自然界存在的特殊材料之一,具有***高的硬度、低摩擦系数、高弹性模量、高热导、高绝缘、宽能隙、高的声传播速率以及良好的化学稳定性等,如下表。虽然天然金刚石具有这些***的特性,但是它们一直仅仅是以宝石的形式存在,其性质的多变性和稀有性极大地***了其应用。而洛阳誉芯金刚石制备的CVD金刚石膜将这些优异的物理化学性能集一身,且成本较天然金刚石低,能够制备各种几何形状,在电子、光学、机械等工业领域有广泛的应用前景。

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