Сверхтвердый и стойкий материал, пригодный к тому же для практического применения в промышленности, уступающий по твердости только монокристаллическому алмазу, но, что удивительно, не основанный на углероде, создала группа ученых из университетов Германии и Франции под руководством Натальи Дубровинской из университета Гейдельберга (Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg). О чем и поведала в Applied Physics Letters.

Твердость по Виккерсу монокристаллического алмаза составляет около 100 гигапаскалей (100 тысяч единиц HV). До сих пор самый твердый, после алмаза, материал показывал значение в 40–50 гигапаскалей (примерно). Это был кубический нитрид бора (cBN) — монокристалл. Теперь, похоже, у изготовителей режущих инструментов и абразивных кругов появился новый суперматериал.

Дубровинская и ее коллеги создали так называемый агрегированный нанокомпозит нитрида бора (aggregated boron nitride nanocomposite — ABNNC). Он является поликристаллическим материалом, состоящим из мириадов зерен нитрида бора, с поперечником в 14 нанометров каждое. Причем внутри каждого из зерен формировались сразу две фазы нитрида бора — с шестиугольными и кубическими структурами.

Сочетание их, как пишут авторы материала, на нано— и субнаноуровне, а также — точно подобранный размер зерна в поликристаллическом куске, и обеспечили ABNNC твердость по Виккерсу в 85 гигапаскалей!

Этому способствовали как малый размер зерна, пресекающий распространение дислокаций в решетке, так и квантовые эффекты внутри зерна, сообщают исследователи в NanotechWeb.org.

ABNNC, как показали тесты, имеет также высокие, для столь твердого материала, прочность и износостойкость. И что еще важнее – он термически стабилен на воздухе при температуре более 1600 градусов по Кельвину (алмаз — только до 950 Кельвинов). Все эти качества вместе делают ABNNC идеальным материалом для изготовления режущего инструмента.