При производстве углеродных материалов мягкие углеводороды спекаются в бескислородной среде, однако, до сих пор было не ясно, делает ли хаотичное расположение атомов материал прочнее или мягче, и какова оптимальная температура спекания.
Ученые МТИ обнаружили ощутимую связь между случайным расположением атомов углерода в фенолформальдегидной смоле, которая спекается при высоких температурах, и твердостью и плотностью получающихся в результате этого процесса углеродного материала, напоминающего графит. Вдобавок они определили идеальную температуру производства — 1000° С.
Боты изобрели собственный язык
Идеи
В результате процесса пиролиза исследователи получили разновидность графитообразного углеродного материала, который еще называют стеклоуглеродом. Атомы углерода в нем были организованы более хаотично, чем в графите, потому что фенолформальдегидная смола — это сложная смесь углеродных элементов. По сравнению с алмазом у этого материала было в 3 раза меньше атомов углерода. Но если поднять температуру выше 1000 градусов, материал приобретает большую упорядоченность и становится хрупким.
«До сих пор не было единства в мнениях относительно того, хорошо или плохо для материала низкая плотность, и мы показали, что на самом деле это хорошо», — говорит Стейн. Низкая плотность в кристаллитах означает более число молекулярных связей в трех измерениях, что дает высокое сопротивление срезу или скольжению. Благодаря низкой плотности этот материал оказывается лучше для авиационной промышленности, чем тот же алмаз или нитрид бора, пишет Phys.org.
Рэй Курцвейл: «Сингулярность наступит в 2045 году и сделает людей лучше»
Мнения
Второй по прочности после алмаза, но более устойчивый к высоким температурам материал создали ученые Германии и Японии. Они поместили нитрид кремния под давление и нагрели до 1800° С, чтобы получить первый в мире прозрачный образец нитрида кремния в кубической модификации.