传统金刚石为立方晶系结构，但1962年，研究者从理论上预测了六方晶系金刚石可能存在。随后，1967年科学家在陨石中发现六方金刚石，也称为“朗斯代尔石”或“陨石钻石”。理论进一步预言，六方金刚石的硬度能超越立方金刚石，这引起了科研人员的广泛关注。但天然六方金刚石仅以纳米级颗粒嵌在陨石中，极难分离，六方金刚石在实验条件下的形成能垒高于立方金刚石，导致高温高压合成产物多以立方相为主。六方金刚石是否能够独立稳定存在，长期一直存在争议，而其本征物性也由于样品尺寸过小，难以通过实验精确测量。

合成的六方金刚石的晶体结构、X射线衍射以及原子级分辨图像。图片来源：Lai, S., Yang, X., Shi, J. et al.Bulk hexagonal diamond. Nature(2026).

近日，郑州大学金刚石材料与器件团队在《自然》（Nature）上发表论文，从设备研制入手，开发出大腔体单轴高压技术，并利用该技术合成出导电金刚石材料。在此基础上，以高定向热解石墨为前驱体，提出石墨层受限滑移的思路，在20GPa，1300℃条件下成功制备出毫米尺寸纯相六方金刚石。通过同步辐射X射线衍射、球差校正透射电子显微镜及电子能量损失谱等表征手段，证实了其为六方晶系金刚石。研究团队随后，采用超声波声速、纳米压痕和维氏硬度等方法系统表征了其力学性能，结果表明其维氏硬度和剪切模量均优于传统的立方金刚石。

分享

微信分享 复制链接

微信扫一扫分享

收藏