Физики объяснили направление твердости материалов, Hi-Tech

Диборид рения. Фото UCLA University

Физики объяснили причину направленной сверхтвердости некоторых материалов. Статья ученых появилась в журнале Physical Review B, а ее краткое изложение приводит Physical Review Focus.

В рамках работы ученые строили модель особого класса материалов, к которым относится, например, диборид рения ReB₂. Эти материалы отличаются относительной легкостью в производстве (не требуются высокие температура и давление), а по твердости превосходят алмаз, правда только в некоторых направлениях.

Именно последнее свойство и интересовало ученых. Для построения модели они воспользовались результатами изучения более привычных материалов. В частности, одним из авторов исследования ранее была установлена и проверена на практике взаимосвязь между типами межатомных связей и получающейся твердостью материала.

Для того, чтобы применить полученные наработки в случае диборида, ученые поступили следующим образом. Они предположили, что наибольшее значение для твердости имеют связи, перпендикулярные направлению давления на материал. Затем, каждая связь добавлялась в известную уже ранее формулу с весом, который характеризовал отклонение направления связи от плоскости, перпендикулярной направлению давления.

Полученные результаты показали отличное согласование с данными опытов. Ученые надеются, что новая формула поможет в предсказании свойств будущих материалов. Недавно ученые показали, что самый твердый на сегодняшний день материал - специально обработанный лонсдейлит. Этот материал оказался на 58 процентов тверже алмаза.