隨著現(xiàn)代材料制造業(yè)和各類高科技領(lǐng)域的迅速發(fā)展,尋找除金剛石以外的新型超硬材料已成為材料科學(xué)和凝聚態(tài)物理領(lǐng)域的研究熱點。貴金屬氮化物因具備超高的體積彈性模量和獨特的電磁學(xué)性質(zhì)而具有重要的理論研究意義和潛在的應(yīng)用前景。但根據(jù)文獻報道,貴金屬氮化物只在超高溫高壓的極端環(huán)境下才能合成,這極大限制了對其性能的深入研究和在工業(yè)生產(chǎn)中的開發(fā)應(yīng)用。
氮化鉑(ptn2)是第一個被人工合成的貴金屬氮化物。2004年gregoryanz等人以鉑片(pt)和液氮(n2)為反應(yīng)原料,采用激光加溫金剛石對頂砧超高溫高壓實驗技術(shù),在50gpa高壓和超過2000k高溫的條件下成功合成ptn2,并測得其體積彈性模量為372gpa,比純金屬pt高約100gpa;2006年young等人利用同樣的方法合成出兩種貴金屬氮化物,分別是在64gpa壓力和1800k高溫條件下合成氮化銥(irn2)和在43gpa壓力和1800k高溫條件下合成氮化鋨(osn2),測得osn2的體積彈性模量為358gpa,而irn2的體積彈性模量高達428gpa,這已非常接近金剛石的實驗值(440gpa);2007年crowhurst等人也利用激光加溫金剛石對頂砧的方法在58gpa高壓和1000k高溫的條件下合成氮化鈀(pdn2),2009年chen等人通過第一性原理計算得到pdn2的體積彈性模量為135gpa。
由此可見,雖然貴金屬氮化物的潛在硬度很高,但其所需的合成條件卻十分苛刻,這樣的合成條件限制了對其力學(xué)、熱學(xué)和電學(xué)等物理性能的深入研究。因此,探尋一種在相對較低溫壓條件下合成貴金屬氮化物的新方法,成為材料制備領(lǐng)域的一項關(guān)鍵技術(shù)。
目前以鋨基化學(xué)品為主打產(chǎn)品的泰坦新材公司,研究團隊正在以氮化鋨為起點,以一種全新的技術(shù)在合成貴金屬氮化物。