俄罗斯研制出硬度不亚于金刚石复合材料

发布时间：2006/3/7 19:47:22

    据俄罗斯《科学信息》社报道，莫斯科钢与合金研究所已成功合成出一种特殊的准单晶物质，在该物质中，3种金属原子的排列虽不像普通单晶那样具有相同的晶格，但仍具有严格的顺序，呈现出几何排列。研究发现，在该准单晶物质基础上制成的复合材料具有一系列独特的性能，有着广泛的工业应用前景。   
   
　　科研人员在解释该科研成果时指出，准单晶几乎是一个新的物理概念。20年前，在解释铝、锰原子合成的特殊材料的伦琴射线照片时提出了这一概念。在这张伦琴射线照片上能清楚的观察到铝原子和锰原子严格有序的排列。但用经典的晶体学原理却不能解释这种现象，因为普通单晶材料中禁止原子如此排列。 

　　科研人员研究发现，在由铁、铜、铝三种原子合成的准单晶材料中，原子的排列很特殊。普通单晶物质是由相同的原子形成的晶格组成的，就像一堵墙由同样的砖组成一样。而在这种准单晶物质中虽然原子的排列有着严格的顺序，但没有普通单晶材料中到处相同的晶格。它们中原子的排列是一种几何序列：有类似晶格的排列，但没有晶格的排列重复性，晶格之间的距离永远在增大。 

　　科研人员在解释合成铁、铜、铝三种原子准单晶材料的方法时指出，他们使用的方法称之为机械—化学合成法，既简单传统，也很经济。在合成过程中，科研人员使用了一些特殊的物理方法，即在一特殊的装置内用重球对原材料进行长时间的冲撞和打击，直到原材料加工到原子水平，同时为了保持材料的特性，还在高温下对粉末进行了烧结。 

　　在研究准单晶材料的性质时科研人员发现，在橡胶和聚合物底基上用这种准单晶物质制成的复合材料具有独特的性质，既有金属的性质，也具有陶瓷的特性。它们像金刚石一样坚硬，摩擦系数比任何金属都要小，比超滑氟层材料稍大一点，化学稳定性和耐摩性很高。有关专家指出，这种性能独特的准单晶材料将在工业应用上有着广泛的前景，比如，可以作各种橡胶和塑料密封塞的填充物。 

　　据悉，俄科研人员利用机械－化学合成法已研制出2种准单晶材料：一种是铁—铜—铝；另一种是铬—铜—铝。该科研项目已获得了俄罗斯基础研究基金的资助。