大阪大學實證奈米多結晶鑽石具有物質中最高之強度

 

刊登日期:2020/12/3
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縮變形特性進行了即時測量,並觀測加壓至超過地球中心壓力4倍(1,600萬氣壓),NPD體積變形至原本一半以下的模樣。

大阪大學發表利用高強度脈衝雷射進行動態超高壓實驗,進而確認了奈米多結晶狀態的鑽石在高速變形時的強度是目前已知所有物質中最高的強度。

將材料處理成多結晶狀態可提高強度已為人所知,但將結晶粒微細化至nm等級的奈米多結晶體在高速變形下的狀態仍未能釐清。而大阪大學燒結了多結晶狀態下效果應為最大,大小約數十nm的微結晶,合成出奈米多結晶狀態之(NPD),再以高強度脈衝雷射在數秒的極短時間內讓NPD高速變形,藉由自行開發之利用了光的都卜勒效應(Doppler Effect)的高精度觀測系統,成功地對NPD的壓

量測結果顯示,NPD在高壓變形下具有約208萬氣壓的彈性強度,此數值是單結晶鑽石的2倍以上,藉此可以瞭解NPD與單結晶鑽石之間極大的強度差異在於高速變形下奈米結晶粒之間呈現更為顯著的相互作用。

透過此次的研究成果,將可望促進極限環境下使用之構造材料或高性能陶瓷等具有高強度材料需求的研究開發。


資料來源: https://resou.osaka-u.ac.jp/ja/research/2020/20201028_1
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