摘要 12月25日,2013年度“中國高等學校十大科技進展”頒獎大會舉行。燕山大學材料科學與工程學院田永君教授主持完成的科技成果“納米孿晶結構極硬立方氮化硼”成功入選。“中國高等學校十大...
12月25日,2013年度“中國高等學校十大科技進展”頒獎大會舉行。燕山大學材料科學與工程學院田永君教授主持完成的科技成果“納米孿晶結構極硬立方氮化硼”成功入選。“中國高等學校十大科技進展”由教育部科學技術委員會組織評選,自1998年開展以來已舉辦16屆。這項評選活動對提升全國高等學??茖W技術的整體水平、增強高等學校的科技創新能力發揮了積極作用,并產生了較大的社會影響。
燕山大學該項科技成果首先建立了多晶共價材料硬化的理論模型,發現在納米尺度硬度應源于霍爾-佩奇效應和量子限域效應的共同貢獻;隨后他們通過具有類似俄羅斯套娃晶體結構的洋蔥BN在高溫高壓下的馬氏體相變合成了納米孿晶立方氮化硼。該材料的硬度超過人工金剛石單晶,韌性優于商用硬質合金,抗氧化溫度高于立方氮化硼單晶本身。同時,他們還發現納米孿晶立方氮化硼隨孿晶厚度減小能夠持續硬化到3.8納米,突破了大家熟知的材料硬化的尺寸下限(約10 納米)。本研究發展的基本原理和合成技術同樣適用于合成納米孿晶金剛石及其復合材料,從此綜合性能更加優異的系列刀具材料將會誕生,并將在機械加工、地質勘探、石油和天然氣采掘等行業中發揮重要作用。上述研究成果于2013年1月在Nature雜志發表。