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

Твёрдость по Виккерсу монокристаллического алмаза составляет около 100 гигапаскалей (100 тысяч единиц HV). До сих пор самый твёрдый, 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 её коллеги создали так называемый агрегированный нанокомпозит нитрида бора (aggregated boron nitride nanocomposite — ABNNC). Он является поликристаллическим материалом, состоящим из мириадов зёрен нитрида бора, с поперечником в 14 нанометров каждое. Причём внутри каждого из зёрен 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 твёрдость по Виккерсу в 85 гигапаскалей!

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

ABNNC, как показали тесты, имеет также высокие, для столь твёрдого материала, прочность и износостойкость. И что ещё 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.