物理学家创造的实验室合成钻石比天然钻石更难

不过，钻石是地球上最坚硬的天然材料合成形式已经开发出更加坚韧的钻石 - 研究人员通过一种新的钻石形成方法再次实现了这一壮举。

该团队将石墨（另一种超硬材料）置于极大压力下，然后将其加热到 1,800 K（即 1,527 °C 或 2,780 °F）。所得钻石具有六边形晶格晶体结构，而不是正常的立方结构。

六边形钻石（或朗斯代尔石）首先引起了科学家的注意50 多年前，在陨石撞击地点被发现后。这项新研究是第一个确凿的证据，证明这种内部结构可以提高硬度。

“天然和合成钻石大多具有立方晶格，而一种罕见的六边形结构——被称为六边形钻石 （HD）——由于获得的大多数样品纯度低且尺寸极小，在很大程度上尚未被探索。”写研究人员在他们发表的论文中。

“HD的综合仍然是一个挑战，甚至它的存在仍然存在争议。”

新生产的钻石的硬度为 155 吉帕 （GPa），这本质上是一种压力测量：材料可以承受的压力。天然金刚石相比之下，其硬度最高约为 110 GPa。

热稳定性也令人印象深刻。研究人员报告说，合成六边形金刚石可以在至少 1,100 °C （2,012 °F） 的温度下保持完整，而工业应用中经常使用的纳米金刚石可以在 900 °C （1,652 °F） 下保持完整。天然钻石可以承受更高的温度，但仅在真空中.

除了克服研究人员以前在合成六边形金刚石时遇到的一些限制外，该团队还能够确定未来可以扩大该工艺规模的方法。

“我们发现，当石墨被压缩到更高的压力时——这在以前很少被探索过——当在压力下加热时，六边形金刚石优先由石墨后相形成，”写研究人员。

在大规模生产这种钻石之前，还有很多工作要做，但第一批钻石的硬度和热稳定性读数表明，这种材料有望用于钻孔、机械或数据存储.

这不是科学家们第一次尝试在实验室中制造六边形晶格钻石。上一个2016 年实施的项目这些钻石由无定形碳制成，这是一种没有固定形状的材料。

现在，另一种合成方法已经在实验室中进行，并被证明可以制造出超硬的金刚石材料，因此可以继续研究如何充分利用这种稀有物质。

“我们的发现为在高压和高温下石墨到金刚石的转化提供了宝贵的见解，为这种独特材料的制造和应用提供了机会，”写研究人员。

该研究已发表在自然材料.

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