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郑州华晶金刚石股份有限公司

科学家揭示金刚石纳米孪晶稳定性结构起源,助力设计纳米孪晶材料

关键词 金刚石纳米孪晶|2024-02-04 09:26:31|来源 DeepTech深科技
摘要 提起秦皇岛,老一辈都会想起北戴河。而对于年轻人来说,更加熟悉这里的阿那亚。阿那亚(aranya)一词来自梵语阿兰若,原意为“人间寂静处,找回本我的地方”。在秦皇岛,也有一座气质安静...

       提起秦皇岛,老一辈都会想起北戴河。而对于年轻人来说,更加熟悉这里的阿那亚。阿那亚(aranya)一词来自梵语阿兰若,原意为“人间寂静处,找回本我的地方”。

       在秦皇岛,也有一座气质安静不喧嚣的大学——燕山大学。它也许暂时还没有响遍全国的名气,但却为国内多项重大项目比如 FAST 天眼、港珠澳大桥和 C919 大飞机的建设和研制等做出重要贡献,也多次在 Nature 等顶刊发表论文。

       它并不处于北上广这样的一线城市,但却有魄力针对该校的高压科学中心采取集体免考核的政策,以让团队成员们静下心来做科研。

       而这一团队也没有辜负学校的充分信任,前不久该团队再次在 Nature 发表了一篇论文。

       研究中,他们发现了金刚石中界面多构型共存现象、室温界面结构转变,以及依赖于结构的界面迁移行为,很好地解释了纳米孪晶金刚石中{112}的非共格孪晶界高稳定性的结构起源。

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(来源:Nature)

       从晶界稳定性的角度出发,课题组进一步阐释了纳米孪晶金刚石持续硬化的物理机制。另一方面,也展示了一些此前未曾料到、甚至在直观上不太可能的界面现象,丰富了关于界面行为的知识。

       这为学界提供了一个优化材料性能的新思路,即通过调控界面构型,来实现界面的稳定化,从而制备高性能的纳米晶或纳米孪晶材料。

       对于相关论文一位审稿人表示:“金刚石是自然界中最基本、最坚固的材料之一,对于工业应用非常重要。对于基于非相干孪晶界在兼具高脆性和高强度的纳米晶体材料中寻找塑性和延展性来源,本次研究能够提供新的机会。”

       该成果是一项基础性研究,有助于人们理解一些界面的相关机理,并为提出更多材料性能的优化策略提供理论基础。

       所以这不是一项直接面向应用的成果,很难讲在短期内会有哪些应用场景。但他们希望能为领域内学者提供一些新借鉴,从而促进新材料的研发。

       “金刚石无论在结构还是性能方面,都具有典型性和代表性,任何对其结构-性能之间关联的认识突破都将具有范式意义。”担任论文共同通讯作者的燕山大学研究员胡文涛表示。

 

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