富勒烯是一種形式的碳分子,其中碳原子形成球體,通常是在其晶格節點處具有富勒烯分子的分子晶體。富勒烯分子具有優異的機械剛性,當其在壓力下時由于3D聚合變得比金剛石硬。
富勒烯
近日,俄羅斯研究團隊基于富勒烯和單晶金剛石結構模擬新材料,提出了簡化模型-將富勒烯晶體結構放置在單晶鉆石內。研究人員對復合材料進行建模,先在1nm厚的金剛石殼內含有2.5nm富勒石晶粒的小模型;隨后將富勒烯的尺寸增加到15.8nm,而金剛石殼的厚度不變。在X射線衍射光譜下的變化表明,富勒體尺寸的增加使得光譜更接近實驗數據,獲得了具有流體靜壓壓縮富勒烯的無定形碳介質,而模型處理內部含有富勒烯的金剛石。新模型與實驗數據非常趨于一致。
單晶金剛石微粉
研究人員認為,富勒烯本身不是很硬,其體積模量比金剛石的體積模量小1.5倍。但是當它被壓縮時,材料的彈性、機械性能和體積模量急劇增加。為了保持這種增強的體積模量,富勒烯應該一直保持在這樣的壓縮狀態。該研究結果,有助于科學家進行目標實驗獲得超硬材料。
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