Skoltech-Forscher haben kürzlich zusammen mit Industriekollegen und akademischen Partnern ein Rätsel gelöst. Kristallstruktur aus einem superharten Wolframborid, das äußerst nützliche industrielle Anwendungen hat.
Die Forschung, in der Zeitschrift veröffentlicht Fortgeschrittene Wissenschaft Einzelheiten darüber, wie die Forscher das Rätsel gelöst haben, das erstmals in den 1960er Jahren vorgeschlagen wurde.
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Beeindruckende mechanische Eigenschaften
Wolframboride haben aufgrund mehrerer beeindruckender mechanischer Eigenschaften seit langem das Interesse von Wissenschaftlern geweckt. Eigenschaften einschließlich ihrer Härte. Ein seit langem bestehendes Rätsel war die Kristallstruktur der höchsten WB-Phasen, der sogenannten WB 4 das zwischen experimentellen Modellen und theoretischen Vorhersagen sehr unterschiedlich war.
"Experimentell wird die Kristallstruktur durch Röntgenstrukturanalyse bestimmt. Der große Unterschied in den Atomstreuungsquerschnitten schweres Wolfram im Vergleich zu leichtem Bor macht die Positionen von Boratomen in Übergangsmetallboriden durch Röntgenstrahlen kaum erkennbarBeugung ", erklärte Alexander Kvashnin, leitender Wissenschaftler bei Skoltech und Erstautor der Studie, in a Pressemitteilung .
"Dies kann behoben werden durch Neutron Beugung, aber jede Beugungsmethode kann nur die durchschnittliche Struktur ergeben. "Fuhr er fort." Wenn das Material ungeordnet ist, kann die vollständige Kenntnis seiner Kristallstruktur einschließlich der lokalen Anordnung der Atome nur unter Verwendung einer Kombination von erhalten werdenexperimentelle Techniken Röntgen, Neutronenbeugung und rechnergestützte Methoden der Materialwissenschaft. "
Suche nach superharten Materialien
2017 schlugen Andrei Osiptsov und Artem R. Oganov von Skoltech vor, nach superharten Materialien für die Herstellung von Verbundschneidern zu suchen, die auf Bohrmeißeln installiert sind, die für Bohranwendungen verwendet werden.
Nachdem die Idee gut aufgenommen wurde, gingen Forscher unter der Leitung von Artem R. Oganov von Skoltech und MIPT nach der Gründung von WB 5 Wolframpentaborid, von dem sie erwarteten, dass es härter als das weit verbreitete Wolframcarbid ist und gleichzeitig eine vergleichbare Bruchzähigkeit aufweist.
In der neuen Zeitung zeigen Oganov und seine Kollegen, dass die lange diskutierte WB 4 und der neu vorhergesagte WB 5 die die Forscher am Vereshchagin Institute erfolgreich synthetisiert haben, sind eigentlich das gleiche Material.
"Dieses Rätsel ist vollständig gelöst. Wir haben eine detaillierte mikroskopische Beschreibung dieses Materials und seiner Struktur. Wir kennen die verschiedenen chemischen Zusammensetzungen, die es annehmen kann, und seine Eigenschaften Andere spannende Rätsel warten auf die Aufmerksamkeit der Theoretiker ", sagte Artem R. Oganov.