摘要 最近,燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室田永君教授与中外科学家合作,采用高温高压技术成功地合成出的硬度超过金刚石单晶的纳米孪晶结构立方氮化硼材料,这一原创性成果发表在《自...
最近,燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室田永君教授与中外科学家合作,采用高温高压技术成功地合成出的硬度超过金刚石单晶的纳米孪晶结构立方氮化硼材料,这一原创性成果发表在《自然》杂志上。为了更深入地了解该研究成果的孕育产生、科学意义、后续研究方向与应用前景等,5月9日,国家自然科学基金委员会主任杨卫一行来到燕山大学调研。
据介绍,立方氮化硼是一种重要的超硬材料,在铁基材料加工行业中获得了广泛应用。但令人遗憾的是,人工合成立方氮化硼单晶的硬度还不到金刚石单晶的一半。而材料学中的霍尔—佩奇(Hall-Petch)关系显示,多晶材料硬度随晶粒尺寸减小而增大。因此,合成纳米结构立方氮化硼已成为提高硬度的有效手段。
此前,利用类石墨结构氮化硼前驱物在高温高压下的马氏体相变,科学家们已合成出最小晶粒尺寸为14纳米的纳米晶立方氮化硼。
田永君及其合作者采用一种具有特殊结构的洋葱氮化硼为前驱物成功地合成出透明的纳米孪晶结构立方氮化硼,孪晶的平均厚度仅为3.8纳米,其硬度达到甚至超过人工合成的金刚石单晶,断裂韧性高于商用硬质合金,抗氧化温度高于立方氮化硼单晶本身。这些优异的综合性能表明纳米孪晶结构立方氮化硼是一种工业界期盼已久的刀具材料。这一研究成果向人们展现了合成高性能超硬材料的新途径――― 获得超细纳米孪晶结构。
座谈会上,基金委员会副主任高瑞平首先介绍了本次调研的背景和目的;燕山大学校长刘宏民介绍了学校近年的发展情况;田永君教授介绍了他在国家杰出青年科学基金项目、重点项目、创新研究群体项目以及多项面上项目的持续资助下,致力于材料硬度的理论和实验研究的经历和他的团队成功合成纳米孪晶结构立方氮化硼材料的过程,并详细回答了调研人员的提问。
杨卫对该项研究十分关注,他指出高性能超硬和极硬材料具有广阔应用前景和极为重要的研发价值。他对田永君团队取得的研究成果表示祝贺,并预祝他们在纳米孪晶金刚石体系上获得更大的成功。杨卫强调指出,作为国家资助基础研究的主渠道,国家自然科学基金一直致力支持和鼓励我国科学家做出具有原创性的工作。他希望在科学基金的支持下,有更多的团队取得更多更好的科研成果。
随后,杨卫一行参观了燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室。