盘点世界十大超强材料

材料学网 材料学网 昨天

1.钻石(金刚石)

金刚石是目前在地球上发现的众多天然存在中最坚硬的物质。金刚石摩氏硬度为10,绝对硬度是刚玉的4倍,石英的8倍。人工合成金刚石的方法主要有两种,高温高压法及化学气相沉积法。金刚石的用途非常广泛,例如:工艺品、工业中的切割工具, 也是贵重宝石。

2.石墨烯

石墨烯是从石墨材料中剥离出来,由碳原子组成的,只有一层原子的二维材料。石墨烯断裂强度比最好的钢材还要高200倍,同时它又有很好的弹性,拉伸幅度能达到自身尺寸的20%。作为超薄、超强、导电导热性能优良的一种新型纳米材料,石墨烯被称为“黑金”,是“新材料之王”,科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪”,极有可能掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业革命。

3.碳炔

碳炔是碳原子聚集在一起形成的链,这些碳原子通过双键或者交替的单键和三键连接在一起。碳炔被认为是世界上最强韧的材料,强度超过钻石40倍,是石墨烯强度的两倍。碳炔在未来超高强度设备的发展中将有很重要的用途。

4.碳纳米管

碳纳米管可以看做是石墨烯片层卷曲而成,因此按照石墨烯片的层数可分为:单壁碳纳米管和多壁碳纳米管。碳纳米管的硬度与金刚石相当,却拥有良好的柔韧性,可以拉伸。碳纳米管的强度比同体积钢的强度高100倍,重量却只有后者的1/6到1/7。碳纳米管因而被称“超级纤维”。近些年,随着碳纳米管及纳米材料研究的深入,其广阔的应用前景也不断地展现出来。

5.硼烯

硼烯与石墨烯中的碳一样具有相同的六边形晶格排列,但在每个六边形中心还另有一个硼原子。硼烯在某个方向上比石墨烯的强度还要高。如此优越的力学性质,加上特殊的电学性质和热学性质,硼烯的应用前景将十分宽广。硼烯因其优越的电学、力学、热学属性,被科学界寄予厚望,或将成为继石墨烯之后又一种“神奇纳米材料”。

6.气凝胶

气凝胶,作为世界最轻的固体,已入选吉尼斯世界纪录。目前最轻的硅气凝胶仅有0.16毫克每立方厘米,比空气密度略低,所以也被叫做“冻结的烟”或“蓝烟”。气凝胶貌似“弱不禁风”,其实非常坚固耐用。它可以承受相当于自身质量几千倍的压力,在温度达到1200摄氏度时才会熔化。此外它的导热性和折射率也很低,绝缘能力比最好的玻璃纤维还要强39倍。由于具备这些特性,气凝胶便成为航天探测中不可替代的材料,俄罗斯“和平”号空间站和美国“火星探路者”探测器都用它来进行热绝缘。

7.纳米线

纳米线是一种一维材料,在横向上被限制在100纳米以下,纵横比在1000以上。碳纳米管就是纳米线大家族中的明星材料。根据组成材料的不同,纳米线可分为不同的类型,包括金属纳米线,半导体纳米线和绝缘体纳米线。通常情况下,随着尺寸的减小,纳米线会体现出比大块材料更好的机械性能,强度变强,韧度变好。在电子、光电子和纳电子机械器械中,纳米线有可能起到很重要的作用。它同时还可以作为合成物中的添加物、量子器械中的连线、场发射器和生物分子纳米感应器。

8.氮化硼

氮化硼是由氮原子和硼原子所构成的晶体。化学组成为43.6%的硼和56.4%的氮,具有四种不同的变体:六方氮化硼(HBN)、菱方氮化硼(RBN)、立方氮化硼(CBN)和纤锌矿氮化硼(WBN)。立方氮化硼比金刚石还硬一些,其他种类氮化硼硬度稍弱于金刚石。氮化硼具有耐高温、耐腐蚀、导热性好、热膨胀系数低、抗热震性好、化学稳定性好、良好的润滑性,以及优良的电学性能,在电子、冶金、化工、宇航等尖端技术中具有极为广泛的用途。

9.金刚砂

碳化硅是由美国人艾奇逊在1891年电熔金刚石实验时,在实验室偶然发现的一种碳化物,当时误认为是金刚石的混合体,故取名金刚砂。碳化硅的硬度很大,莫氏硬度为9.5级,稍稍低于金刚石(10级),具有优良的导热性能,是一种半导体,高温时能抗氧化。

10.钛合金

钛合金是以钛为基础加入其他元素组成的合金。世界上已研制出的钛合金有数百种,最著名的合金有20~30种。钛合金具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点,广泛用于工业生产,主要用于制作飞机发动机压气机部件,其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。

版权声明 
(0)

相关推荐

  • 不断提升人类生活质量的碳

    碳原子的最大特点是不但能与其它大多数元素互相化合,而且碳原子之间也能相互连接,形成各种各样的链状.环状.层状或笼状结构.碳是形成人体组织的骨架元素,它也可在人类生产和生活所利用的一些材料中起着独特的作 ...

  • BNFe/环氧树脂磁场取向复合材料|Co/h-BN,Ni/h-BN,Cu/h-BN复合材料|超薄壳层氮化硼纳米空心球

    氮化硼是由氮原子和硼原子所构成的晶体.化学组成为43.6%的硼和56.4%的氮,具有四种不同的变体:六方氮化硼(HBN).菱方氮化硼(RBN).立方氮化硼(CBN)和纤锌矿氮化硼(WBN). 氮化硼将 ...

  • 【无机化学】碳的同素异形体

    碳有多种同素异形体:金刚石.六方金刚石(发现于陨石).六方石墨.三方石墨.白碳.球碳.管碳等,但以石墨为主. 在金刚石晶体中,碳原子按四面体成键方式相互连接,组成无限的三维骨架,是典型的原子晶体.每个 ...

  • BN 氮化硼包裹石墨烯|六方氮化硼包裹纳米铜颗粒|氮化硼包裹的氧化铪纳米线|六方氮化硼包裹钴镍合金材料

    氮化硼纳米薄膜材料应用 1.催化材料 氮化硼纳米薄膜是银纳米粒子良好的负载体,可催化促进硝基酚还原成氨基酚.碘化银/氮化硼纳米复合材料表现出良好的光催化活性,在废水处理.污染物治理等方面具有良好的应用 ...

  • 由石墨烯制成的超薄金刚石膜可增强电子产品的韧性

    导读:韩国研究人员成功由双层石墨烯在无高压的条件下合成最薄的类金刚石材料 是否可以将两层"神奇材料之王"(即石墨烯)连接起来并转化为最薄的类金刚石材料("晶体之王&quo ...

  • 综述| 碳基无金属催化剂电催化还原CO2进展

    由于CO2还原是一个需要打破高键能的多电子复杂过程,因此将CO2转化为有价值的产品比较困难.为了克服这一挑战,有不同的将CO2转化为有用燃料/化学品的技术,包括电化学.热化学.生化.放射化学和光化学方 ...

  • 从三维到二维再到一维,碳元素的终极形态地表最强物质卡宾碳

    在自然界中,钻石的原石金刚石毫无疑问是最坚硬的物质. 金刚石和人们的日常生活息息相关,在很多工业工程领域以及生活加工领域都能看到它们的身影. 比如,加工玻璃用的玻璃刀,刀头上就是一小块金刚石,可以轻松 ...

  • 世界著名国家公园有哪些?盘点世界十大最美国家公园

    一. 黄石国家公园,美国 黄石国家公园不仅是世界上第一个国家公园,同时也被广泛认为是世界上最好的国家公园之一.黄石国家公园横跨怀俄明州.蒙大拿州和爱达荷州,占地约9000平方千米.以独特的地质奇观而闻 ...

  • 盘点世界十大最神秘博物馆

    盘点世界十大最神秘博物馆 卢浮宫     1.卢浮宫   LE LOUVRE 法国巴黎 在成为博物馆之前的两个多世纪里,这座中世纪的城堡一直是法国国王的宫殿.1989年,当贝聿铭为这里添加的玻璃金字塔 ...

  • 盘点世界十大最难学语言

    10.法语 作为29个国家的官方语言,法语是一门非常具有挑战性的语言.然而,学习法语到底是难还是不难,还要看学习者的母语为何.如果学习者本身能够熟练地掌握一门拉丁语系的语言,如意大利语.葡萄牙语或西班 ...

  • 盘点世界十大工业机器人公司,猜猜中国哪家榜上有名

    全球十大工业机器人公司我们来盘点一下: I.FANUC(日本) FANUC自1974年推出第一台机器人以来,一直致力于机器人技术的领先和创新,它是世界上唯一一家用机器人制造机器人的公司,也是唯一一家提 ...

  • 盘点世界十大著名教堂,给你不一样的视觉和心灵震撼

    众所周知,教堂是基督教三大流派(东正教.天主教.基督新教)举行弥撒礼拜等宗教活动的地方.教堂也是世界上最美丽.最雄伟的建筑之一.它们或雍容华贵,或高贵典雅,或隐于郊外,或处于都市,构成了世界上最震撼人 ...

  • 价值连城|盘点世界十大著名珍珠

    珍珠优雅,高贵,自古以来一直受到人们喜爱.今天小编就给大家分享一下十大著名珍珠,不仅个头与我们日常见到的珍珠相差悬殊,并且这些珍珠都具有神秘色彩与传奇色彩. [亚洲之珠] "亚洲之珠&quo ...

  • 盘点世界十大经典英文歌曲

    经典之所以能够成为经典,正在于它们蕴含的超高情感浓度. 也正因为用情至深.至真,尽管语言不一,它们也能够跨越时间.空间和语言的限制,直指人心. 今天,阿球要分享10首曾经红遍全球.如今依然拥有无数听众 ...

  • 盘点世界十大著名的游戏开发商

    致远的世界 2018-06-05 美国艺电(ElectronicArts) 美国艺电公司(Electronic Arts,NASDAQ: ERTS,简称EA),是全球著名的互动娱乐软件公司,主要经营各 ...

  • 盘点世界十大文学名著,《红楼梦》去哪了?

    世界十大名著:2000年,<纽约时报>和美国<读者文摘>组织欧.亚.美.澳.非五大洲百城十万读者投票,精选十部经典长篇名著,代表了英国.法国.俄国.美国最具世界性代表的世界文学 ...