Vergleichbar mit Diamant synthetisieren Wissenschaftler hartes Material mit hoher Energiedichte

Ein internationales Team unter der Leitung des Centre for Extreme Conditions Science der Universität Edinburgh synthetisierte Kohlenstoff- und Stickstoffvorläufer, um Carbonitrid-Eisen zu erzeugen, das härter ist als bestehendes kubisches Bor-Nickel-Eisen, das in der Härte nach Diamant an zweiter Stelle steht.

Wissenschaftler haben bereits in den 1980er Jahren das Potenzial von Carbonitrideisen erkannt und herausgefunden, dass es viele hervorragende Eigenschaften wie eine hohe Hitzebeständigkeit aufweist. Die Herstellung dieser Materialien ist jedoch eine andere Sache, und bisher gab es nicht viele erfolgreiche Studien zur Synthese.

Den Wissenschaftlern gelang das Kunststück, indem sie verschiedene Formen von Kohlenstoff-Stickstoff-Vorläufern einem Druck von 70-135 Gigapascal (entspricht einer Million Atmosphärendruck) aussetzten und sie gleichzeitig auf 1500 Grad (2732 Grad Fahrenheit) erhitzten.

 

Die Analyse ergab, dass drei synthetisierte Kohlenstoffnitridverbindungen die für ein bahnbrechendes superhartes Material erforderliche Struktur aufwiesen, und die Wissenschaftler waren angenehm überrascht, als sie feststellten, dass die drei Verbindungen ihre superharten Eigenschaften nach dem Abkühlen und der Rückkehr auf Umgebungsdruck beibehielten.

Das Team glaubt, dass der Durchbruch den Weg für Anwendungen ebnet, darunter Schutzbeschichtungen für Fahrzeuge und Raumfahrzeuge, leistungsstarke Schneidwerkzeuge und Fotodetektoren.