原標題：燕山大學田永君教授團隊制備出更有韌性的金剛石復合材料

　　　　斷裂韌性是合成金剛石5倍

　　　　6月18日,研究成果在線發(fā)表于《自然》期刊

　　從燕山大學獲悉,該校亞穩(wěn)材料制備技術與科學國家重點實驗室田永君教授團隊與北京航空航天大學等單位合作,成功截獲多種金剛石多型體,并制備出了韌性優(yōu)異的多級結構金剛石復合材料。6月18日,研究成果在線發(fā)表于《自然》（Nature）期刊上。

　　金剛石是自然界已知的最硬材料,被廣泛應用于機械、半導體、對頂砧以及新型微納操縱等行業(yè)和領域,是不可或缺的戰(zhàn)略性材料。盡管其硬度無與倫比,但熱穩(wěn)定性差卻限制了它的應用,作為刀具使用時,切削溫度超過700至800攝氏度,就會完全失去其硬度。如何協同提高金剛石硬度和韌性一直是材料科學研究面臨的重要挑戰(zhàn)之一。

　　此前,燕山大學團隊研究證實,通過顯微組織的納米孿晶化可以協同提高金剛石的硬度和韌性：在維氏硬度提高到200GPa的同時,斷裂韌性能夠提高到與硬質合金相當的水平。在此基礎上,燕山大學與北京航空航天大學等合作提出金剛石增韌的新思路。通過組織調控,該團隊制備出一種具有多級結構特征的金剛石復合材料,由相干的界面金剛石多型體（不同的堆積順序）,交織的納米孿晶和互鎖的納米晶粒組成。復合材料的結構比單獨使用納米孿晶更能提高韌性,且不會犧牲硬度,在保持200GPa維氏硬度的情況下,斷裂韌性是合成金剛石的5倍,甚至比鎂合金還高,為發(fā)展高韌性超硬材料和工程陶瓷提供了新的途徑。

　　據了解,近年來,燕山大學亞穩(wěn)材料制備技術與科學國家重點實驗室圍繞亞穩(wěn)材料的制備、性能與服役中的基礎科學問題,形成了亞穩(wěn)材料理論設計與性能預測、亞穩(wěn)結構材料、亞穩(wěn)功能材料、亞穩(wěn)材料特種制備技術、材料超常規(guī)服役特性等5個成熟的研究方向。