最硬的人工合成材料
1993年7月,美國哈佛大學傳出轟動性的科技新聞:利用激光濺射技術研製成功了氮化碳薄膜。這種具有β-C3N4結構的新材料的晶體硬度超過了目前世界上最硬的金剛石晶體,成為首屈一指的超硬新材料,引起了全世界科學界和工程技術界的強烈反響和巨大震動。
製備氮化碳的實驗是在1989年首先從理論上預言4年之後獲得成功的。科學家在分析一係列超硬材料結構,如最硬的材料金剛石,體積彈性模量B高達435吉帕,立方氮化硼B=369吉帕,以及硬度相對較低的碳化矽(SiC)、碳化硼(B4C)和氮化矽(Si3N4)等超硬材料後,發現其中β-Si3N4已經有大量的研究結果,於是提出以碳取代矽會產生怎樣的結果呢?計算表明,得到的數據令人振奮,描述β-C3N4晶體的彈性模量B=483吉帕!而材料的體積彈性模量B的大小正是表明材料硬度高低的宏觀物理量。這就從理論上首次預言了氮化碳的硬度可能比以往世界上最硬的金剛石還要高。
在自然界,至今還沒有發現天然存在的氮化碳晶體,而1993年竟然在實驗室人工合成了硬度超過金剛石的這種新材料。這一轟動性的事件一經在美國的《科學》和《紐約時報》上報道,成為轟動性科技新聞後,立即引起全世界材料界的關注。於是世界上許多實驗室開展了這項研究,一時間形成熱潮。在研究機構、國防部門和公司企業的共同協作下,一些實驗室很快取得很好的成果。這有力地說明,學者與企業家攜手合作在高新技術發展過程中的重要性。