Forscher synthetisieren Diamant-Nanostäbchen; härteste und am wenigsten Druckmaterial in der Welt
Nanorods vieler Materialien erweisen sich als sehr erfolgreich, und ihre Eigenschaften oft überschreiten, dass von Nanoröhren, sie zu ausgezeichneten Kandidaten für industrielle Anwendungen. Theoretische Berechnungen vorhergesagt, dass auch Diamant-Nanostäbchen, dass Eigenschaften überlegen von Kohlenstoff-Nanoröhren haben würden. Aber bisher war niemand in der Lage gewesen, tatsächlich zu Diamant-Nanostäbchen zu synthetisieren. Das ist nicht mehr wahr.
Das Bayreuther Team testete die Kompressibilität und Dichte dieses neuen Materials. Experimente am ESRF auf der Hochdruckstrahllinie durchgeführt bestätigt, dass die Röntgendichte des ADNR- Materials höher als die von Diamanten, die von 0,2 -0,4%; wodurch es die dichteste Form von Kohlenstoff. Nachfolgende Experimente, durch Laden eine Diamantstempelzelle mit sowohl Einkristalldiamant und ADNR- Material, durchgeführt, um direkt zu ihrem Verhalten unter statischer Belastung zu vergleichen, identifiziert, dass ADNR- auch 11% ist weniger kompressibel als Diamant.
Die Kombination der Härte des ADNR und seine chemische Stabilität macht es zu einem potentiell ausgezeichneten Material für Eisenwerkstoffe Bearbeitung. „Die Tatsache, dass Diamant-Nanostäbchen sehr dicht sind und nicht komprimierbar ist nicht nur theoretische Vorhersagen gestärkt, sondern auch ein positives Zeichen gegeben, dass sie sehr interessant einzigartige Eigenschaften haben“, erklärt Leonid Dubrowinski, einer der Autoren des Papiers.
Am ESRF testeten die Forscher die „Vickers Mikrohärte“, ein Diamant-Eindringkörper mit. Sie zeigten direkt, dass die Sondenspitze eine Vertiefung auf der Oberfläche des ADNR machen gescheitert. Außerdem kann ADNR- zerkratzen (111) -Flächen des Typ-IIa natürlichen Diamanten, so ist ADNR- härter als natürlicher Diamant und damit widerstandsfähiger gegen Abrasion. Die zufällige Anordnung der Nanostäbe gibt höchstwahrscheinlich Anstieg der erhöhten Härte von ADNR und die Reduktion der C-C-Bindungslänge in den äußeren Schichten von Nanostäben ergibt sich die erhöhte Dichte.
Mechanische Prüfung hat, dass ein viel effektiveres Schleifstück als synthetischer oder natürlicher Diamant unter den gleichen Bedingungen, aufgrund des erhöhten Widerstand gegen Graphitisierung, ADNR- Material ist ebenfalls gezeigt. Dies macht es ein potentiell wertvolles Material in Bearbeitung Eisenmetalle und Keramik und aufgrund seiner nanokristallinem Natur, für die Präzisionsbearbeitung und Polieren.
Die Erfindung des Teams (Natalia Dubrovinskaia, Leonid Dubrowinski und Falko Langenhorst), um das Verfahren zur Synthese von superharten beschreibt, verschleißfest, thermisch stabil und Aggregierte Diamant-Nanostäbchen und die Anwendungen sind patentiert worden.
Quelle: European Synchrotron Radiation Facility