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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》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
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．中國礦業(yè)大學(xué)(北京)，北京100083；2．上海琦實超硬材料有限公司，上海201108)摘要：文章介紹了亞超硬一超硬材料的研究進(jìn)展，并從配位場理論和原子結(jié)構(gòu)等方面對金剛石的高硬度、高強度進(jìn)行了探討，并對硬一超硬材料暈圈圖進(jìn)行了補充和修正，以期指導(dǎo)今后其他超硬材料的研究開發(fā)。關(guān)鍵詞：亞超硬一超硬材料；配位場理論；暈圈圖中圖分類號：TQ164文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編
2、號：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)過長時間的探索，人們發(fā)現(xiàn)可以從晶體化學(xué)角度解決該問題：構(gòu)建具有較小摩爾體積、鍵長短、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年代后不斷報道研制出更硬的、超過金剛石的新材料。文獻(xiàn)[1—2]也專題研究過2．1B—C—N體系超硬材料類似問題。應(yīng)該說，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年代就開始注意B—C①收稿日期：2O1o—O5—25作者簡介：方嘯虎(1939一)，男，教授，博士生導(dǎo)師，長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，并做過一些討論，提
6、出了比較強，而鍵的相對方向性對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向。方氮化硼特性的三元單晶體。我們對它的理論分析及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更加致構(gòu)的混晶，但是由于當(dāng)時感到這種合成與產(chǎn)業(yè)化有較密、強度也更高。因此基于硼的超硬材料就引起人們大的距離而沒有推廣。今天的技術(shù)水準(zhǔn)與當(dāng)時來說發(fā)的關(guān)注。雖然硼通常為4-3價，但在適當(dāng)條件下也可生了極大的變化，能否重新認(rèn)識此問題是值得注意形成價態(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
