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压缩玻璃碳的基础研究取得重要进展

2017-07-11 10:00:53 来源: 科技部
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  碳具有石墨、金刚石、富勒烯、碳纳米管、石墨烯等多种同素异形体,石墨在高压下可直接转变成超硬金刚石。对于这种高温高压截获的亚稳相,其晶体结构与初始前驱体结构、压力温度条件以及加载或卸载方式密切相关,为探索新奇碳材料提供了机会。

  亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室(燕山大学)田永君教授、赵智胜教授等人与国内外科学家合作,以玻璃碳为初始原料,利用高压配合较温和的温度条件合成了一种新型碳的同素异形体。其保留了玻璃碳的一些结构特征,故被命名为“压缩玻璃碳”。

  压缩玻璃碳是一种新型碳材料,具备石墨和金刚石的成键特征,是一种由sp2和sp3组成的混合杂化物,具有奇异的性能,密度和导电性与石墨相近。其压缩强度明显高于金属和陶瓷材料,比强度是碳纤维、聚晶金刚石、碳化硅和碳化硼陶瓷的2倍以上。其硬度与宝石相当,可刻划碳化硅单晶。其局部变形的压入弹性恢复率在70%以上,明显高于金属和陶瓷材料,甚至高于形状记忆合金和有机橡胶。压缩玻璃碳集轻质、超强、高硬、高弹和良好导电性于一身,在军事和航空航天等领域具有潜在的应用前景。

  该研究确立了性能组合碳基块材路线图,相关成果于2017年6月9日在国际学术期刊Science Advances上发表。

宁编NX0036 本文来源:科技部 责任编辑:宁编NX0036
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