▲WB5(5下标,五硼化钨)为新型富硼相,其硬度和断裂韧性优于现有材料Pobedit。
网站ScienceBlog于6月17日载文称,俄罗斯和中国科学家在《物理化学快报》中报道了一种新型的超硬性材料WB5(5下标,五硼化钨)。该材料不仅可以在常压条件下制备,其关键参数(硬度和断裂韧性)还比广泛使用的“Pobedit(一种散布着人造钻石的硬质碳化钨-钴复合材料)”更为优越。WB5(5下标,五硼化钨)在钻井、机械加工和国防等领域有良好的应用前景。
钻石是已知最坚硬的材料,但其成本很高。因此,钻石的“竞争对手”——Pobedit,在过去的80多年中一直备受青睐。Pobedit源于俄语单词“Pobeta”,代表着胜利的意思。它于20世纪30年代被开发出来,在二战中主要用于制造反坦克炮弹。Pobedit用于钻机设备(钻头)制造,也已有数十年历史。
制造更高硬度的材料需要高压合成条件,而其断裂韧性往往较低。这成为困扰材料学家的难题。在阿特姆.奥加诺夫教授(Professor Artem Oganov)领导下,一支来自斯科尔科沃科学技术研究所(Skoltech)的研究团队利用他们的USPEX进化算法,预测了一种新材料WB5(5下标,五硼化钨)。该材料可以在常压条件下合成,其硬度(高50%)和断裂韧性(低20%)比Pobedit更为优异。WB5(5下标,五硼化钨)的研究依托于俄罗斯天然气公司(Gazprom Neft)的大型项目。该项目旨在为钻井设备研发新型材料。阿特姆.奥加诺夫教授说:“在发现WB5(5下标,五硼化钨)之前,我们已经在电脑中进行了大量演算,试图找出稳定的化合物,并计算其性质。尽管这些化合物都很有趣,但它们均无法撼动Pobedit的地位。某些时候,我们甚至开始绝望了。万幸的是,WB5(5下标,五硼化钨)的发现让我们重获希望。”论文第一作者亚历山大.科瓦什宁博士(Alexander Kvashnin)说:“钨-硼化合物一直是理论、实验研究的热门主题之一。令人惊讶的是,WB5(5下标,五硼化钨)直到现在才被发现。”
编译:雷鑫宇 审稿:alone
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