在高温下压缩粉碎使得超硬和强碳材料

施加高温高压Cakicminsterfullerene C.60科学家发现,它能产生非晶态碳材料,其抗压强度类似于钻石。

非晶态材料没有长程有序,可以通过压缩制备2碳前体。在环境条件下,C60在压力高达25GPa时保持稳定。但在800˚C以上的极端条件下,富勒烯在5GPa下压缩形成无序碳材料,导致其键合特性从sp改变2对sp3.。所得到的材料的物理性质取决于SP的比例2对sp3.碳原子。在合成过程中,提高温度会增加sp3.产生更硬的物质。

一张黄色半透明钻石的照片,表面有几处轻微的划痕

资料来源:©牛津大学出版社

材料(插图)很难在钻石表面上留下划痕

在这些非晶材料中,最硬的是由一个国际研究小组在1200˚C下制成的。它的网状结构呈四方排列3.碳的硬度足以划破钻石,其抗压强度与钻石相当,也就是材料在负载下承受压扁的能力。但与绝缘钻石不同的是,这种材料的带隙很小,使其成为半导体。这在太阳能电池和光电应用中很有用,因为带隙与硅类似。