科学家发现锇比钻石更坚硬

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锇是否会与钻石争夺“女孩最好的朋友”的称号还有待观察,但至少在一个方面,锇已经可以挑战钻石:硬度。根据发表在最新一期《物理评论快报》上的一份报告,锇比任何已知材料更能抵抗压缩。这些结果为寻找超硬材料提供了潜在的新线索。

钻石抵抗划痕、凹痕和碎裂的能力——简而言之,其硬度——使其成为工业强度机器尖端的理想选择。一个与硬度相关的、比硬度更容易计算的质量是元素抵抗压缩的能力,称为其体积模量。这些属性是相互关联的,因为最坚硬的材料也往往是最硬的材料。但即使锇比钻石软得多,最初对其体积模量的估计表明其值与钻石相似。

Hyunchae Cynn 和劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的同事因此着手通过实验测试这一特性。他们将锇粉在 600,000 个大气压下挤压,并使用 X 射线衍射图计算样品中原子间距的变化。该团队报告称,锇的体积模量为 462 吉帕斯卡 (GPa),而钻石的体积模量为 443 GPa。作者指出:“像钻石这样轻的共价键元素和像锇这样重的金属元素,具有非常不同的化学键,但都具有很大的体积模量值,这非常有趣。” 他们得出结论,相关的化合物,如过渡金属碳化物、氮化物和氧化物,可能是新型超硬材料的来源。

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