俄羅斯研制出硬度不亞于金剛石復合材料

  
    據俄羅斯《科學信息》社報道，莫斯科鋼與合金研究所已成功合成出一種特殊的準單晶物質，在該物質中，3種金屬原子的排列雖不像普通單晶那樣具有相同的晶格，但仍具有嚴格的順序，呈現出幾何排列。研究發現，在該準單晶物質基礎上制成的復合材料具有一系列獨特的性能，有著廣泛的工業應用前景。   
  
  　　科研人員在解釋該科研成果時指出，準單晶幾乎是一個新的物理概念。20年前，在解釋鋁、錳原子合成的特殊材料的倫琴射線照片時提出了這一概念。在這張倫琴射線照片上能清楚的觀察到鋁原子和錳原子嚴格有序的排列。但用經典的晶體學原理卻不能解釋這種現象，因為普通單晶材料中禁止原子如此排列。 

　　科研人員研究發現，在由鐵、銅、鋁三種原子合成的準單晶材料中，原子的排列很特殊。普通單晶物質是由相同的原子形成的晶格組成的，就像一堵墻由同樣的磚組成一樣。而在這種準單晶物質中雖然原子的排列有著嚴格的順序，但沒有普通單晶材料中到處相同的晶格。它們中原子的排列是一種幾何序列：有類似晶格的排列，但沒有晶格的排列重復性，晶格之間的距離永遠在增大。 

　　科研人員在解釋合成鐵、銅、鋁三種原子準單晶材料的方法時指出，他們使用的方法稱之為機械—化學合成法，既簡單傳統，也很經濟。在合成過程中，科研人員使用了一些特殊的物理方法，即在一特殊的裝置內用重球對原材料進行長時間的沖撞和打擊，直到原材料加工到原子水平，同時為了保持材料的特性，還在高溫下對粉末進行了燒結。 

　　在研究準單晶材料的性質時科研人員發現，在橡膠和聚合物底基上用這種準單晶物質制成的復合材料具有獨特的性質，既有金屬的性質，也具有陶瓷的特性。它們像金剛石一樣堅硬，摩擦系數比任何金屬都要小，比超滑氟層材料稍大一點，化學穩定性和耐摩性很高。有關專家指出，這種性能獨特的準單晶材料將在工業應用上有著廣泛的前景，比如，可以作各種橡膠和塑料密封塞的填充物。 

　　據悉，俄科研人員利用機械－化學合成法已研制出2種準單晶材料：一種是鐵—銅—鋁；另一種是鉻—銅—鋁。該科研項目已獲得了俄羅斯基礎研究基金的資助。