在今天的話題之前,我們先來回憶一下《三體》里的“古箏行動”。
數十條納米細線在巴拿馬運河上被拉起,如同古箏上的琴弦,鋼鐵巨輪駛過此處,像豆腐一樣被悄無聲息切得粉身碎骨,然后又像一疊撲克牌那樣向前攤開。現實中可能嗎?
我們今天就來聊聊。
9月20日至22日,2023金剛石產業大會將在鄭州召開。那么,金剛石是什么?能用來做什么?今天,正觀新聞記者帶大家了解一下。
金剛石俗稱"金剛鉆"。也就是我們常說的鉆石的原身,它是一種由碳元素組成的礦物。通俗的來說,它和鉛筆芯的原材料石墨是一樣的,其化學成分都是碳(C)。但在日常生活中,金剛石與鉛筆則顯現出極大的差異。前者是目前人類已知最堅硬的物質,后者卻極易折斷。這是為什么呢?
原因在于它們的內部結構有很大的不同。石墨內部的碳原子是按照層級分布的,同一層的碳原子間連接緊密,但層與層之間的連接很弱。而金剛石內部的碳原子則是三維立體排列,每個原子間的連接都十分緊密且均勻,故而表現出堅硬不易損且抗腐蝕的特性。
金剛石被稱作“工業的牙齒”。它到底做了什么,為何在工業當中被給予如此高的評價。
這是由于金剛石及其制品被廣泛應用于航空航天、國防軍工、高檔數控機床、芯片制造、汽車、石油與天然氣鉆井、地質勘探等國防、國民經濟和尖端科學技術領域,可以說我們生產生活的方方面面都離不開它。
正是由于對金剛石的廣泛需求,以及我國天然金剛石資源匱乏,攻克人造金剛石難題成為了發展所需。在國家各個層面的共同努力下,1963年12月6日成功合成出我國第一顆人造金剛石。
人造金剛石根據使用方式可以劃分為鋸切工具、磨削工具和鉆進工具。這聽起來或許有些繞口,但你知道嗎?我們熟知的白鴿集團所生產的砂輪產品就屬于其中的磨削工具。
另外,鋸切工具主要包括鋸片、鋸條、繩鋸、線鋸、刀具等。“古箏行動”中所用的琴弦就是這類工具。
中國機床工具工業協會超硬材料分會秘書長孫兆達說:“古箏行動理論上是可行的,如此高精度的產品也是我們努力的方向。”
最后一類鉆進工具,則主要包括地質鉆頭、油(氣)井鉆頭、工程薄壁鉆。
此外,不為人所熟知的是,金剛石在聲、光、電、熱、生物學等方面也具有著優異的性能。
從應用場景來看,在半導體領域,可被用作集成電路芯片,散熱片,半導體材料等;在生物領域,可用作生物傳感器;軍工領域,則可用于耐高溫透光器件和超硬武器彈頭等。
對金剛石力學以外優異性能的發掘與應用,正是這條產業鏈廣闊未來的所在,也是鄭州超硬材料產業的蓬勃發展的基石所在。
正觀新聞·鄭州晚報記者 劉地