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立方氮化硼莫氏硬度 同位素碳14金刚石和聚氮化硼(BN)x相比,哪个更硬?两者的莫氏硬...

来源:朵拉利品网  |  2019-07-10 18:06:41

1, 同位素碳14金刚石和聚氮化硼(BN)x相比,哪个更硬?两者的莫氏硬...



(常温)同位素碳14金刚石>聚氮化硼(BN)x
依照摩氏硬度标准(Mohs hardness scale)共分10级,钻石(金刚石)为最高级第10级;如小刀其硬度约为5.5、铜币约为3.5至4、指甲约为2至3、玻璃硬度为6。
等级1 滑石
等级2 石膏
等级3 方解石
等级4 萤石
等级5 磷灰石
等级6 正长石
等级7 石英
等级8 黄玉
等级9 钢玉
等级10 钻石

2, 氮化硼碳化硼哪个比较硬?



碳化硅的硬度是仅次于金刚石的,所以碳化硅硬。
碳化硼为黑色结晶体,其硬度仅次于金刚石,莫式硬度为9.36,溶点2450℃,比重w为2.51g/㎝3。
人造的仅立方氮化硼最硬,莫氏硬度维9+,没有金刚石硬。
碳化硅(SiC)是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生产绿色碳化硅时需要加食盐)等原料通过电阻炉高温冶炼而成。碳化硅在大自然也存在罕见的矿物,莫桑石。
碳化硅又称碳硅石。在当代C、N、B等非氧化物高技术耐火原料中,碳化硅为应用最广泛、最经济的一种,可以称为金钢砂或耐火砂。
目前中国工业生产的碳化硅分为黑色碳化硅和绿色碳化硅两种,均为六方晶体,比重为3.20~3.25,显微硬度为2840~3320kg/mm2。

3, 有比金刚石硬度更大的物质吗?



有不少人工合成物质都比金刚石硬度大,例如氮化碳,
资料新近;一种世界上最硬的新材料——氮化碳(β—C3N4)问世,迅速引起全世界科学界和工程技术界的强烈反响和巨大震动。 1993年7月,美国哈佛大学传出轰动性的科技新闻:利用激光溅射技术研制成功氮化碳薄膜。分析表明,新材料具有β—C3N4结构,而具有这种结构的晶体硬度将超过目前世界上最硬的金刚石晶体,成为首屈一指的超硬新材料。
(1)超硬度
分析表明,表征物质硬度大小的体积弹性模量B强烈依赖物质的化学键长度.具有共价键结合的β-C3N4结构键长比金刚石短,所以这种材料具有极高的硬度,超过金刚石的硬度.因而可以成为各种工业产品表面的抗磨损涂层,从而大大延长产品的寿命,使众多成品更加完善而耐用.
(2)高热导
经实际测量,超硬共价键β-C3N4材料中的声速比β-Si3N4大20%,这表明氮化碳具有高热导率.利用此特性,至少在两个方面有重要的应用.其一是开发高热导率器件;其二是在微电子技术上的应用.特别是在特大规模集成电路中发挥特殊的作用.由于特大规模集成电路一个单片的元器件数目已高达数千万个,因此散热成为不可忽视的问题.利用高热导β-C3N4作为热沉(散热器),可以圆满地把大量元器件散发的热最迅速传导出去,保证以集成电路为核心的各种电子仪器和计算机正常运行.
(3)高稳定
β-C3N4结构中氮元素占4/7,所以,其化学惰性和稳定性比金刚石高,具有比金刚石还要高的耐氧化温度.这对在特殊条件下工作的部件有极重要的应用价值.如高温高压条件下工作的特殊引擎部件,只要在部件表面淀积上一层氮化碳薄膜即可得到有效保护.
(4)巨能隙
β-C3N4晶体的能隙很宽,达到6.3eV(电子伏),比金刚石5.5eV还大.预计可以制备新型激光器件,其波长是以往从来没有达到的范围.又由于这种材料的能隙大小与含氮量有关,所以氮化碳还可以研制新型的可变带隙半导体器件.
(5)非线性
新设计的β-C3N4材料,在结构上C-N键与金刚石的C—C键相类似,而又具有β-Si3N4结构,晶体结构对称性差,因此可以具有很大的非线性光学系数,在光学系统有十分重要的应用前景,固体激光器因受晶体自身的制约,光波长是固定的.为了开拓激光的波长范围,以适应实际技术领域对不同波长激光的需要,利用某些晶体在受到强电磁场作用时产生非线性极化,引起非线性光学效应,可以通过倍频,和频,差频和参量过程,能够得到与入射激光波长不同(颜色不同)的激光.所以具有非线性光学系数的β-C3N4可能是一种能够实现光频变换的新材料.意义重大,有待开发应用.

相关概念


金刚石

金刚石俗称“金刚钻”,是一种由碳元素组成的矿物,是自然界由单质元素组成的粒子物质。金刚石也是是碳同素异形体之一(还包括石墨烯,富勒烯,碳纳米管,蓝丝黛尔石等)。 金刚石是目前在地球上发现的众多天然存在中最坚硬的物质,同时金刚石不是只有在地球才有产出,现发现在天体陨落的陨石中也有金刚石的生成态相。 金刚石的用途非常广泛,例如:工艺品和工业中的切割工具。 石墨可以在高温、高压下形成人造金刚石,也是贵重宝石。中国也拥有制造金刚石的技术 。需要注意,石墨与金刚石物理性质完全不同。

 
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