1993年7月,美国哈佛大学传出轰动性的科技新闻:利用激光溅射技术研制成功了氮化碳薄膜。这种具有β-C3N4结构的新材料的晶体硬度超过了目前世界上最硬的金刚石晶体,成为首屈一指的超硬新材料,引起了全世界科学界和工程技术界的强烈反响和巨大震动。
制备氮化碳的实验是在1989年首先从理论上预言4年之后获得成功的。科学家在分析一系列超硬材料结构,如最硬的材料金刚石,体积弹性模量B高达435吉帕,立方氮化硼B=369吉帕,以及硬度相对较低的碳化硅(SiC)、碳化硼(B4C)和氮化硅(Si3N4)等超硬材料后,发现其中β-Si3N4已经有大量的研究结果,于是提出以碳取代硅会产生怎样的结果呢?计算表明,得到的数据令人振奋,描述β-C3N4晶体的弹性模量B=483吉帕!而材料的体积弹性模量B的大小正是表明材料硬度高低的宏观物理量。
这就从理论上首次预言了氮化碳的硬度可能比以往世界上最硬的金刚石还要高。
在自然界,至今还没有发现天然存在的氮化碳晶体,而1993年竟然在实验室人工合成了硬度超过金刚石的这种新材料。
这一轰动性的事件一经在美国的《科学》和《纽约时报》上报道,成为轰动性科技新闻后,立即引起全世界材料界的关注。于是世界上许多实验室开展了这项研究,一时间形成热潮。在研究机构、国防部门和公司企业的共同协作下,一些实验室很快取得很好的成果。这有力地说明,学者与企业家携手合作在高新技术发展过程中的重要性。
相关推荐文章:青少年喜欢的科技前研:液体磁铁 呈固态的磁铁人们并不陌生,然而,现代科学技术却创造了一种全新的材料——液体磁铁。 液体磁铁中的“液体”,是一些尺寸为0.1-1.5微米的铁磁微粒。把它掺人液体中,并采取措施使这些微粒均匀地悬浮于液体之中,就形成了液体磁铁。液体磁铁的性能极其稳定,即使连续工作几千小时或在超重的情况下,它也不会分崩离析。 大家知道,凡是机械装置都要使用润滑剂来减少摩探。但是,假如采用液体磁铁润滑油,便可以避免通常轴承在油中“游泳”的情况。这样既可减少摩擦,文可提高轴承的使用寿命,而且机械部件还不会产生噪音。此外,液体磁铁还具有更为广阔…青少年喜欢的科技前研:走进超导世界 超导材料是一种没有电阻的材料,既能节约能量,减少电能因电阻而消耗的能量,还能把电流储存起来,供急需时使用。自从世界上以电力作为主要动力以来,就遇到两个令人头痛的问题,一是在输送电流时,不少电力因导线有电阻而发热,白白损失了相当的能量。另一个问题就是,白天的电力常常严重不足。而深夜的电力又大大富余,搞得发电机常常白天超负荷运转,深夜时却空转,电力白白浪费了。能不能把夜间富余的电力储存起来用以弥补白天电力不足的难题呢? 自从有了超导材料以来,解决这个问题就大有希望了。超导材料是怎么发现的呢?那是1911年,许多科学家发…青少年喜欢的科技前研:飞速发展的太阳能电池技术 在电池这个家族中,有着人们熟悉的干电池、蓄电池、汞锌电池、镰电池等众多的成员。值得注意的是,近年来,这个“家族”又增添了一位后来居上的年轻伙伴——太阳能电池。 太阳能电池又称充电池或光伏电池,它是以半导体为材料,应用光电转换原理制成的。半导体是一种介于导体和绝缘体之间的特殊物质,两种不同类型的半导体结合在一起,结合面就形成一个“结”,太阳能电池的奥妙就在这个“结”上。 和任何物质的原子一样,半导体的原子也是由带正电的原子核和带负电的电子组成。如半导体硅原子的外层就有4个电子,按固定轨道围绕原子核转动。当受到外来能量…青少年喜欢的科技前研:绚丽多姿的太阳能热电站 人的创造力是无限的,当人们开始意识到能源危机给人类造成的威胁时,开发利用新能源的科技之花,便在人们辛勤的培植、耕耘中发芽、生长,展现出了一片片迷人的色彩。 1980年末,在意大利美丽的西西里岛,一座高50米的大型建筑格外引人注目。远远望去,只见银光闪闪,2万多平方米的面积上,构成一片光的海洋。 这是世界首座并网运行的塔式太阳能热电站,是法国、原联邦德国和意大利等欧洲9国联合建造的。它用了70个面积为50平方米的聚光镜和112个面积为23平方米的聚光镜组成了一个庞大的“镜阵”。每个聚光镜由两台电动机带动,可绕垂直轴旋…青少年喜欢的科技前研:什么是绿色石油——燃料酒精 绿色植物中作为燃料使用最有价值的是纤维类生物质,它包括纤维素、半纤维素、木质素三种成分。这是地球上分布最广的化合物。但纤维类的热值较低,每公斤只有4200千卡,利用率不高。而可以高效利用生物质能的最佳途径是把生物质转化为液体燃料和气体燃料。为了提高其利用率,人们采取多种措施,利用技术手段把它们加工成其他燃料形式,如固体燃料,典型的是木炭,其燃烧值可提高近100%,达到每公斤8000千卡;液体燃料,如甲醇,热值每公斤为4650千卡,乙醇(酒精),热值提高到每公斤6400-7000千卡;气体燃料,如氢,热值为每公斤28…
未经允许不得转载:全书网 » 青少年喜欢的科技前研:最硬的人工合成材料