2 月 10 日，吉林大学联合中山大学，发现高温高压下石墨经由后石墨相形成六方金刚石的全新路径，并首次合成了高质量、近纯的六方金刚石块体材料，其硬度高出立方金刚石，并具有良好的热稳定性。该成果为超硬材料和新型碳材料添加了性能更为优异的新成员，对深入了解陨石中钻石的具体来源和重大地质事件也有重要意义。

超高压高温下获得的纯相六方金刚石光学照片与透射电镜照片

此前有研究提出一种石墨到立方金刚石转变的新机制，发现 sp3 碳高压相结构的形成是重要因素。团队在探索六方金刚石的人工合成时，高压相结构很可能是关键所在。为此团队设计了高温高压实验，利用激光加温金刚石对顶砧技术，原位研究了石墨在 50 吉帕超高压高温下的结构变化规律。他们发现石墨在高压力区间会形成后石墨相高压结构，再通过局部加热，便成功获得了六方金刚石。

石墨经由后石墨相向六方金刚石结构转变的动力学模拟及其与实验电镜对比照片

研究表明，人工合成六方金刚石具有出色的物理性质，硬度超过天然金刚石 40%；真空环境下热稳定性可以达到 1100 ℃，优于纳米金刚石的 900 ℃。团队进一步结合大尺度分子动力学理论模拟，揭示石墨层堆叠构型对形成六方金刚石结构的关键作用，证实了石墨经由后石墨相形成六方金刚石的全新路径。

高取向六方金刚石块材的透射电镜照片、XRD 以及维氏硬度测试

来源：科技日报

编辑：古月

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