Новый материал приближается по твердости к алмазу

Впервые получен неуглеродный материал, совсем немного уступающий по твердости алмазу. Это может оказать существенное влияние на развитие технологий и отраслей, где сейчас используют природные или искусственные алмазы.

Материал является нанокомпозитом на основе нитрида бора и состоит не из монокристалла, а из зерен нитрида бора, имеющих размеры в несколько нанометров. Ранее появлялись сообщения о карбонитридах бора, которые обладали высокой твердостью, уступающей лишь алмазу, но отдельные фазы этих материалов оказались нестабильными при высоких температурах, что для промышленного использования совершенно неприемлемо.

Наталья Дубровинская, работающая в германских университетах г. Байройт и г. Гейдельберг, и ее коллеги опубликовали в Appl. Phys. Lett. статью с описанием свойств нового поликристаллического материала. Исследователи измеряли твердость по Викерсу, которая для нитрида бора с размером зерен 14 нм составила 85 ГПа. Для сравнения - аналогичный показатель для монокристалла алмаза составляет 100 ГПа. При этом новый материал оказался устойчивым вплоть до 1600 К.

Ранее вторым после алмаза по твердости был также нитрид бора, однако это была монокристаллическая фаза. Улучшить показатель твердости удалось благодаря следующим факторам: размер зерен составляет порядка нескольких нанометров и эти зерна сами состоят из двух фаз, т.е. в них присутствуют субнанометровые структуры. Регулируя размеры и состав зерен, можно получать материалы с различной твердостью, которая приближается к рекордной, сообщает PhysOrg.