华中科技大学国家脉冲强磁场科学中心
学校主页 | English

科学研究

Research

学术交流

当前位置: 首页 > 科学研究 > 学术交流 > 正文

高压下新型材料的合成及性能调控

发布日期:2017-09-13    作者:     来源:     点击:

题目:高压下新型材料的合成及性能调控

报告人:黄权

                  燕山大学  中国科学院物理研究所

时间:2017914日上午10

地点:国家脉冲强磁场科学中心C204


报告摘要:

压力作为一个新兴热力学变量,能调控所有材料的全部化学特性。压力与温度、组分是物质的三个独立物理参量。也就是说压力的作用是其它手段所无法替代的。压力改变物质内部的相互作用,诱导高压相变的产生,在百万大气下每种物质平均出现5个相变(或者说五种新材料)。如果常规的物质科学是在由温度和组分构成的二维平面上开展的,加上压力维度后,整个物质世界将被极大丰富。压力是发现新材料,新现象,新效应的源泉。高压材料科学基础科研的一大主要方向:追求和发现许多应用性质极端优越的新现象和新物质,如最坚硬的材料、最高温超导、最强的热导、压电、热电、光电效应;造就非常有价值的化学、电子、结构材料。

我们以压力作为纯净的调节手段合成了目前世界上最硬的材料:纳米孪晶金刚石块材(Nature. 510, (2014), 250-253,被引163次);发现了一种新型结构碳:M-Diamond;发现了石墨到金刚石转变路径中存在的另一种碳结构,这一发现有望解决关于石墨到金刚石转变路径问题的争论。我们将通过我们目前的工作,对高压下新材料的合成和高压对物质调节作用进行探讨。

报告人简介:

黄权,北京高压科学研究中心博士后研究员。2007年于南昌大学材料学科学与工程学院无机非金属系本科毕业,2015年于燕山大学硕博连读材料物理与化学博士生毕业,2015年至今在北京高压科学研究中心做博士后研究员。

主要研究成果:

1)以单晶石墨为原料,利用大体积压机在8-15GPa压力条件下合成出一种新结构碳材料。这一新型碳同素异构体是石墨转变为金刚石过程中所产生的一种过度相。这一过度相的发现,解决了石墨相转变为金刚石相过程中是否要经过中间相、何种中间相这一长期争论的问题,阐明了石墨相到金刚石相的转变机理。

2)利用金刚石对顶压砧(DAC)和同步辐射XRD技术,测定了纳米孪晶金刚石/纳米孪晶立方氮化硼的压力-体积变化状态方程,得到了纳米孪晶金刚石/纳米孪晶立方氮化硼的体弹模量;其中纳米孪晶金刚石的体弹模量比单晶金刚石的体弹模量提高了15%。

3)利用大体积压机,在8-25GPa极端压力条件下合成出多孔金刚石/石墨纳米复合材料,该材料具有极高的硬度和优异的电学性能。其维氏硬度可高达110GPa (单晶金刚石的维氏硬度为75GPa),室温下电阻率为25.8Ω•cm(单晶金刚石的室温电阻率为1*1016 Ω•cm)。

实验技能:

a)金刚石对顶压砧(DAC)内实现高压极端条件下原位同步辐射角散/能散XRD,拉曼光谱,紫外可见吸收光谱测试。

b)在高压极端条件下,通过激光加热金刚石对顶压砧(DAC)内实现极高温度。

热忱欢迎广大老师,同学来聆听报告!