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《新型亞超硬—超硬材料與硬-超硬材料暈圈圖的研究》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、第22卷第3期超硬材料工程Vo1.222010年6月SUPERHARDMATERIAIENGINEERINGJun.2010新型亞超硬~超硬材料與硬一超硬材料暈圈圖的研究①方嘯虎。,劉瑞平(1.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京),北京100083;2.上海琦實(shí)超硬材料有限公司,上海201108)摘要:文章介紹了亞超硬一超硬材料的研究進(jìn)展,并從配位場(chǎng)理論和原子結(jié)構(gòu)等方面對(duì)金剛石的高硬度、高強(qiáng)度進(jìn)行了探討,并對(duì)硬一超硬材料暈圈圖進(jìn)行了補(bǔ)充和修正,以期指導(dǎo)今后其他超硬材料的研究開(kāi)發(fā)。關(guān)鍵詞:亞超硬一超硬材料;配位場(chǎng)理論;暈圈圖中圖分類號(hào):TQ164文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編
2、號(hào):l673—1433(2010)03-0039—04Newinferiorsuperhard-superhardmaterialsandhalomapofhard-superhardmaterialsFANGXiao—hu.LIURui—ping(LChinaUniversityofMining&Technology,Beijing100083;2.ShanghaiQishiSuperabrasivesCo.,Ltd,Shanghai201108)Abstract:Thedevelopmentofnewinferiorsuperhard——sup
3、erhardmaterialswereintroduced,andthereasonsofhighhardness,highstrengthofdiamondwerediscussedfromthepointofligandfieldtheoryandatomicstructure,andthenhalomapofhard—superhardmaterialswassupplementedandcorrected,inordertoguidethefutureresearchofothersuperhardmaterials.’Keywords:n
4、ewsuperhardmaterials;ligandfieldtheory;halomap1引言硬材料一直是一個(gè)極具挑戰(zhàn)性的研究課題,特別是硼、碳、氮元素構(gòu)成的化合物被認(rèn)為是潛在的超硬材金剛石和cBN是兩種廣泛應(yīng)用的超硬材料,50料。但到目前為止,只有cBN能夠與金剛石相媲美。多年前在高溫高壓下相繼人工合成了金剛石和cBN,可是經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的探索,人們發(fā)現(xiàn)可以從晶體化學(xué)角度解決該問(wèn)題:構(gòu)建具有較小摩爾體積、鍵長(zhǎng)短、鍵能它們具有相同的閃鋅礦結(jié)構(gòu)和相似的性質(zhì),而且都是從具有相同六角網(wǎng)平面結(jié)構(gòu)的石墨和hBN轉(zhuǎn)變得到高的共價(jià)材料,這或許是今后有可能取得進(jìn)展
5、的方法。的。金剛石的硬度LgcBN高,適于加工非金屬脆硬材料,但cBN的熱穩(wěn)定性和化學(xué)惰性優(yōu)于金剛石,適于加工鐵系淬硬金屬。2新型亞超硬一超硬材料從上世紀(jì)8O至9O年代后不斷報(bào)道研制出更硬的、超過(guò)金剛石的新材料。文獻(xiàn)[1—2]也專題研究過(guò)2.1B—C—N體系超硬材料類似問(wèn)題。應(yīng)該說(shuō),尋找與金剛石硬度相近的新型超筆者與盧照田在上世紀(jì)7o年代就開(kāi)始注意B—C①收稿日期:2O1o—O5—25作者簡(jiǎn)介:方嘯虎(1939一),男,教授,博士生導(dǎo)師,長(zhǎng)期從事超硬材料合成理論和工藝的研究,發(fā)表論文多篇。出版專著多部。39一N體系超硬材料的發(fā)展,并做過(guò)一些討論,提
6、出了比較強(qiáng),而鍵的相對(duì)方向性對(duì)材料的硬度影響比較BCN新型超硬材料的設(shè)想。在9O年代編著的《超硬大。它們的理論硬度值(均為86GPa)要比立方氮化硼材料科學(xué)與技術(shù)》專著中就較為詳細(xì)地闡述了新超硬的硬度大,接近金剛石的硬度或說(shuō)略低于金剛石,這材料BCN,希望能得到一種既具金剛石特性,又具立是我們要注意的動(dòng)向。方氮化硼特性的三元單晶體。我們對(duì)它的理論分析及2.2BxO型超硬材料可能的結(jié)構(gòu)狀態(tài)作了較詳盡的描述。1981年蘇聯(lián)學(xué)在已知物質(zhì)中,硼的摩爾體積(5cm。)與金剛石者以量子化學(xué)為基礎(chǔ),根據(jù)電子結(jié)構(gòu)的相似性也作出(3.4cm。)和立方BN(3.5cm
7、。)最為接近。過(guò)推斷。同年,波蘭科學(xué)家以氣相沉積法得到了石墨硼的熱力學(xué)穩(wěn)定形式8一菱形,硼是由二十面體一hBN結(jié)構(gòu)的混晶,把它置于14GPa和約3300K的組成的具有疏松密堆積結(jié)構(gòu)的復(fù)雜晶體,由于其缺電超高溫高壓條件下合成,得到了類金剛石一cBN結(jié)子結(jié)構(gòu),將氧溶入—B所得的填隙化合物會(huì)更加致構(gòu)的混晶,但是由于當(dāng)時(shí)感到這種合成與產(chǎn)業(yè)化有較密、強(qiáng)度也更高。因此基于硼的超硬材料就引起人們大的距離而沒(méi)有推廣。今天的技術(shù)水準(zhǔn)與當(dāng)時(shí)來(lái)說(shuō)發(fā)的關(guān)注。雖然硼通常為4-3價(jià),但在適當(dāng)條件下也可生了極大的變化,能否重新認(rèn)識(shí)此問(wèn)題是值得注意形成價(jià)態(tài)低于4-3的B/0二元化
8、合物BxO(x=2~的!22)[3-43,這類物質(zhì)通常稱為富硼氧化物或氧化亞硼,眾所周知,金剛石的硬度~LcBN高,適于加