Neues, durch plasmachemische Gasphasenabscheidung erzeugtes Bor-Material mit hoher Härte

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Neues Bor-Material von hoher Härte, erzeugt durch plasmachemische GasphasenabscheidungDr.

Yogesh Vohra verwendet die chemische Gasphasenabscheidung mit Mikrowellen-Plasma, um dünne Kristallfilme aus noch nie zuvor gesehenen Materialien zu erzeugen.

Dabei wird nach Materialien gesucht, die sich in ihrer Härte einem Diamanten annähern und in der Lage sind, extremen Druck, extreme Temperaturen und korrosive Umgebungen zu überstehen.

Die Suche nach neuen Materialien ist durch den Wunsch motiviert, die Grenzen des Diamanten zu überwinden, der dazu neigt, bei Temperaturen über 600 Grad Celsius zu oxidieren und auch chemisch mit Eisenmetallen reagiert.Vohra, Professor und Universitätsgelehrter an der University of Alabama am Birmingham Department of Physics, berichtet jetzt in der Zeitschrift Scientific Reports über die Synthese eines neuartigen borreichen Borcarbidmaterials.

Dieser Film, der auf einer 1-Zoll-Siliziumscheibe aufgewachsen ist, ist chemisch stabil, hat 37 Prozent der Härte von kubischem Diamant und wirkt als Isolator.Ebenso wichtig ist die experimentelle Prüfung des neuen Materials – einschließlich Röntgenbeugung und Messung der Härte und des Elastizitätsmoduls des Materials -, die eng mit den vorhergesagten Werten übereinstimmt, die vom UAB-Forscherteam unter der Leitung von Dr.

Cheng-Chien Chen, Assistenzprofessor für Physik an der UAB, berechnet wurden.

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Die vorhergesagten Werte stammen aus der First-Principles-Analyse, bei der supercomputergesteuerte Dichtefunktionaltheorie-Berechnungen von positiv geladenen Kernen und negativ geladenen Elektronen verwendet werden.

So haben Vohra, Chen und Kollegen sowohl eine neuartige Bor-Kohlenstoff-Verbindung hergestellt als auch die Vorhersagekraft der First Principles Analysis zur Vorhersage der Eigenschaften dieser Materialien gezeigt.Das neue Material hat die chemische Formel B50C2, was 50 Atome Bor und zwei Atome Kohlenstoff in jeder Untereinheit der Kristallstruktur bedeutet.

Die entscheidende Frage ist, wo sich die beiden Kohlenstoffatome in jeder Kristalluntereinheit befinden; die Einfügung der Kohlenstoffatome an anderen Stellen führt zu instabilen und metallischen Materialien.

Die präzise Platzierung der Kohlen wird durch unterschiedliche Wachstumsbedingungen erreicht.

Das aktuelle B50C2-Material wurde in einer Mikrowellen-Plasma-Chemikalie gezüchtet….

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