УЛЬТРАТВЕРДЫЕ ФУЛЛЕРИТЫ
Кандидат физико-математических наук С. БУГО.
В Научно-техническом центре "Сверхтвердые материалы" (НТЦ СТМ, г. Троицк) продолжаются исследования новых углеродных материалов, более твердых, чем алмаз. Эти материалы - фуллериты - были синтезированы исследователями центра два года назад (см. "Наука и жизнь" № 10, 1995 г.).
Фуллериты - продукты объемной полимеризации сферических углеродных молекул фуллеренов С60 и С70 при давлении свыше 90 тысяч атмосфер и температуре более 300оС. Полученный материал полностью сохраняет жесткую структуру фуллеренов, которые при полимеризации соединяются между собой прочными алмазоподобны ми связями. Это приводит к появлению пространственных каркасов, обладающих аномально высокой жесткостью и твердостью.
Твердость фуллеритов сравнима с твердостью алмаза: 6-16 тысяч кгс/мм2, а у фуллеритов ультратвердой модификации значительно выше нее: 16-30 тысяч кгс/мм2. Модуль их объемного сжатия доходит до 1300 ГПа, существенно превышая эту характеристику алмаза (445 ГПа). Одновременно было обнаружено, что скорость продольных акустичес ких волн в фуллерите чрезвычайно высока: 19,5-22,3 км/с при относительно небольшой скорости поперечных волн - 7-8,5 км/с (эти значения обычно различаются не более чем вдвое).
Новый материал уже нашел практическое применение. На его основе был создан прибор нового типа - сканирующий микропрофилометр-твердомер "NanoSkan", в котором игла для измерения твердости и зонд сделаны из ультратвердого фуллерита. Это позволило в 5-10 раз увеличить срок службы зонда и сильно расширить возможности прибора.
Фуллеритовой иглой впервые удалось точно измерить твердости различных кристаллографических плоскостей алмаза. До сих пор твердость алмаза измерялась алмазной же иглой; это неизбежно приводило к ошибкам, так как не выполнялось основное требование: материал зонда должен быть существенно тверже испытуемого материала.
К фуллеритам проявляют интерес специалисты по технологиям сверхтвердых материалов, а приоритет России в этой области признан во всем мире. По представлению Российской академии наук в октябре 1996 года ультратвердый фуллерит был удостоен медали и диплома Всемирной выставки изобретений "Эврика-96" в Брюсселе.
Читайте в любое время
