“人工合成材料硬度超過金剛石,是全世界做材料研究的科技工作者都想做出來成果。很榮幸,我們把它研制出來了。”納米孿晶超硬材料的微觀結(jié)構(gòu)設計與合成項目主要完成人之一的于棟利在接受記者采訪時表示,燕山大學做出了全世界最硬的材料——納米孿晶超硬材料,而中國對其擁有完全的自主知識產(chǎn)權(quán)。
4月13日,2020年度河北省科技獎勵大會召開,納米孿晶超硬材料的微觀結(jié)構(gòu)設計與合成項目榮獲河北省自然科學獎一等獎。對此,于棟利表示,納米孿晶超硬材料的研制成功,是整個研究團隊集體攻關(guān)的成績,納米孿晶超硬材料的獲獎,是研究團隊的集體榮譽。
據(jù)了解,納米孿晶超硬材料是一種超高性能的新型的、超級材料,其最突出的在于硬度超越了天然金剛石的兩倍,它的研制成功,在全世界引起了轟動。
在談及創(chuàng)新秘訣時,于棟利表示,長時間的堅持和對細節(jié)的關(guān)注是技術(shù)創(chuàng)新必不可少的關(guān)鍵要素。
“截止到今天,我們這個項目已經(jīng)做了10多年,十年磨一劍,才有了現(xiàn)在的成功。”于棟利說,早在十幾年前,研究團隊中的田永君院士已經(jīng)開始從事相關(guān)的理論研究,之后才有了后續(xù)實驗室的研究。
而在這一過程中,細節(jié)成為決定研究成敗的關(guān)鍵。
“一定要關(guān)注細節(jié),不能因為它不是你想象的樣子就忽視它的存在。有時候,反而是意料之外的會是更好的、全新的東西。”于棟利說,“納米孿晶超硬材料的合成可能有點出乎人們的意料,或者說它太好了,已經(jīng)超出了人們的想象!”
論文簡介:
創(chuàng)建了多晶共價材料硬度模型,實現(xiàn)了多晶共價材料硬度的定量預測,闡明了納米多晶共價材料持續(xù)硬化的物理機制。以洋蔥氮化硼為原料,利用高溫高壓技術(shù)合成了極硬的納米孿晶結(jié)構(gòu)極硬立方氮化硼(nt-cBN)塊材,其平均孿晶厚度3.8納米,維氏硬度和斷裂韌性分別達到108GPa和12.7MPa·m1/2,是cBN單晶的2倍和4.5倍;抗氧化溫度達1294℃。3.納米孿晶結(jié)構(gòu)極硬金剛石(nt-diamond)的合成及其孿晶細化機制:以洋蔥碳為原料,在高溫高壓下合成了納米孿晶結(jié)構(gòu)極硬金剛石(nt-diamond)塊材,其平均孿晶厚度5nm,維氏硬度200GPa,達到天然金剛石單晶的2倍,實現(xiàn)了人工合成材料比天然金剛石更硬的夢想;nt-diamond的斷裂韌性9.7~14.8MPa·m1/2,抗氧化溫度為980℃,比天然金剛石高210℃。
該項目 獲中國科學十大進展2項、中國高等學校十大科技進展2項;獲授權(quán)發(fā)明專利8項,包括中國2項、美國2項、歐盟1項和日本3項;5篇代表性論文SCI總他引885次,其中包括2篇Nature文章。