Алмаз признается самым прочным веществом на Земле. Существуют ли более твердые материалы, и есть ли предел твердости для всех веществ?
Алмазная кубическая гранецентрированная решетка из атомов углерода устойчива к высоким давлениям при испытаниях на вдавливание сферическим телом. пуансонаДля деформации алмаза в этом эксперименте нужно приложить давление 97 гигапаскалей.
Однако, проведенные в 2009 году исследования показалиНитрид бора с кристаллической решеткой типа вюрцит (w-BN) и лондсдейлит — модификация углерода — прочнее алмаза при испытании на вдавливание. Для деформации этих материалов исследователям понадобилось давление соответственно 114 и 152 гигапаскаля.
Под воздействием высокого давления прочность w-BN возрастает на 78% по сравнению с начальным состоянием. Благодаря такому свойству деформационного упрочнения нитрид бора с решеткой вюрцита обладает высокой прочностью. Подобный механизм упрочнения наблюдается и у лондсдейлита, однако из-за отсутствия различий в размерах атомов его структура дает еще более высокую прочность по сравнению с нитридом бора.
Ученые применяют такие механизмы упрочнения для повышения физических свойств конструкционных материалов. В отличие от алмаза, сверхтвердые материалы на основе нитрида бора термоустойчивы и при высоких температурах не реагируют с кислородом, поэтому область их применения кажется более обширной.