새로운 탄소 기반 재료 개발 연구 센터 [IIJIMA SUMIO], 국립 고급 산업 과학 기술 연구소 (Yoshikawa Hiroyuki 회장) (이하 "AIST"라고 불림)의 회원은 훌륭한 Ceramics Center (의장 Sawa Shoichi)와 협력하여 나노 바카라 족보의 새로운 수퍼 하트 단계를 발견했습니다 "R & D"는 새로운 에너지 및 산업 기술 개발 기관 (이하 "NEDO")이 의뢰 한 "탄소 기반 고성능 재료 기술의 R & D"에 따른 "R & D"
다이아몬드는 모든 문제 중에서 가장 어렵습니다절연 자재그러나 이번에는 실온에서 나노 바카라 족보를 압력을 가하면 나노 바카라 족보는 실온의 압력으로 처리됩니다전기 전도도가장 단단한 수퍼 하드 니스 재료를 성공적으로 합성하고 개발했습니다 지금까지 "고온과 압력 하에서 흑연으로 흑연을 다이아몬드로 변환하는 것으로 알려져 있었지만 이번에는 이번에는단일 벽 나노 바카라 족보를 사용하여 실온에서 고압을 사용하여 매우 높은 경도를 가진 새로운 슈퍼 하드 재료가 실현되었습니다
샘플은 직경 크기 12 내지 13 nm 인 단일 층 나노 바카라 족보의 다발로 만들어졌다 압력은 변형 변형을 추가 할 수 있습니다다이아몬드 모루 세포를 사용하여 수행되었습니다 54gpa까지의 압력에서, 14 GPA 및 19 GPA에서 중간 상이 발견되었고, 24 gpa 이상에서 새로운 수퍼 하더스 단계가 발견되었다 경도 측정은 다양한 고압 샘플에 대한 경도 측정 결과와 비교하여 수행되었습니다 결과적으로, 단일 벽 나노 바카라 족보로부터 압력을 증가시킴으로써 얻은 새로운 수퍼 하드 니스 물질 (고압 나노 바카라 족보 재료)의 가장 높은 경도는 다이아몬드의 경도와 비슷하고 슈퍼 하드 니스 물질로 전환 된 것으로 밝혀졌다
고압 나노 바카라 족보 재료가 사용됩니다볼륨 탄성 계수462-546 GPA를 산출했습니다 이는 420 GPA의 다이아몬드 부피 탄성 계수의 값을 초과합니다
고압 나노 바카라 족보 재료는 열 전도도 특성을 가질 것으로 예상되며, 적용 분야에 적용 할 수 있습니다SAW 요소베이스 보드, 가공 칩, 도구, Tribo Material,히트 싱크등을 언급 할 수 있습니다
이 연구는 JFCC의 박사후 연구원 Michael Popov, Rikukyoya 박사, AIST의 새로운 Carbon Materials Development Research Center의 부사장에 의해 수행되었습니다
다이아몬드는 자연에 존재하는 물질 중 가장 어려운 것으로 알려져 있습니다 많은 연구자들은 다이아몬드의 경도를 능가하는 재료를 합성하려고 노력했습니다 1986 년 캘리포니아 대학교 Cohen et al β-C3N4 (탄소 질화물)가 이론적으로 가장 어려운 것으로 계산되었지만 현재까지 실험적 증거는 달성되지 않았다
또한 흑연이 고온 및 고압 (1500 ° C, 55,000 atm 이상)으로 설정하여 다이아몬드로 변환 될 수있는 것으로 알려져 있습니다
우리는 다이아몬드의 경도를 초과하는 슈퍼 하드 니스 단계를 검색하기 위해 실온에서 단일 벽 나노 바카라 족보 묶음에 고압을 적용했습니다 일반적으로 단일 벽 나노 바카라 족보가 합성 될 때 약 100 번의 묶음 형태로 합성됩니다 단일 벽 나노 바카라 족보입니다곡률이 있습니다따라서 바카라 족보 외부에 많은 전자가 있습니다 따라서, 고압을 적용함으로써, 번들의 각 단일 벽 나노 바카라 족보는 서로 접근하여 흑연의 경우보다 더 강한 상호 작용을 초래할 것으로 예측된다 우리는 변형 변형을 겪을 수있는 다이아몬드 모루 세포를 제조하고, 단일 벽 나노 바카라 족보 묶음을 내부에 배치했으며, 24 gpa 이상의 조건 하에서 실온에서 수퍼 하급 단계를 발견했습니다
샘플은 직경 12 내지 13 nm의 단일 층 나노 바카라 족보 묶음으로 만들어졌다 [사진 1] 압력은 다이아몬드 모루 세포 (사진 2/그림 1)를 사용하여 54 GPA에 적용하여 변형 변형을 가능하게 하였다 14 ~ 19 GPA 사이의 압력 간격이 있었고, 중간 단계가 발견되었고, 24 GPA 이상에서 새로운 수퍼 하드 성 단계가 발견되었다 [사진 3A]는 54 GPA의 압력을 적용한 후 샘플의 주사 전자 현미경 사진입니다 (사진 3B]는 현미경 사진입니다) 단일 벽 나노 바카라 족보의 특징적인 형태는 전자 현미경 사진에서 관찰 될 수 없습니다 최대 54 gpa의 압력에 적용된이 샘플을 다이아몬드 모루 세포에서 제거하고Nanoindenter 경도 측정를 사용하여 경도 측정을 수행했습니다 방법 결과는 그림에 나와 있습니다 2
샘플 크기는 20 미크론에서 매우 작고 측정의 정확도를 향상시키기 위해 샘플을 알려진 재료의 단결정을 사용하여 비교 하였다 사용 된 기준 샘플은 3 개의 결정 및 융합 된 석영, 다이아몬드 (100) 평면, (100) 평면 및 CBN의 (111) 평면 (입방 붕소 질화물)이었다 측정의 결과로, 나노 바카라 족보의 고압 샘플의 경도는 (100) 평면의 경도 (62 gpa)와 CBN의 (150 gpa)의 경도 사이에 분포되었다 CBN (111) 표면은 70 gpa의 경도를 나타냈다 많은 고압 샘플의 경도 측정에서, 고압 단일 벽 나노 바카라 족보의 가장 높은 값은 다이아몬드의 경도와 비슷하고, 수퍼 하드 니스 재료로 변환되었음을 확인했습니다 그런 다음 경도는 62 gpa에서 150 gpa 사이 인 것으로 결정되었습니다
이 연구의 결과는 단일 벽 나노 바카라 족보가 슈퍼 하드 상을 성공적으로 합성하기 위해 고압 (240,000 ATM 이상)에서 실온에서 이루어 졌다는 것입니다 그러나 향후, 우리는 결정화, 정밀 경도 측정, 결정 X- 선 회절, 본드 상태 (ELS) 측정, 전기 전도성 측정 및 구조 및 물리적 특성을 더욱 명확하게 연구하고 싶습니다 또한 대량 합성 방법을 개발하고 응용 분야에 대한 개발 연구를 수행하고 싶습니다