超强韧金刚石复合材料，断裂韧性提升5倍

长期以来，高硬度与高韧性难以兼得一直是超硬材料领域*重要的科学难题之一。
近日，中国科学院物理研究所于晓辉、洪芳团队联合北京航空航天大学张瑞丰团队，在国际期刊《Nature Synthesis》发表*新研究成果，提出一种基于三维连续多壁碳纳米管(MWCNT)网络的新型金刚石复合材料设计策略，在保持接近单
晶金刚石硬度的同时，实现了断裂韧性的跨越式提升，为下一代超硬材料的发展提供了全新的结构设计思路。
金刚石拥有目前已知材料中*高的硬度和优异的热导率，因此广泛应用于切削加工、耐磨器件和高端制造等领域。然而，其断裂韧性仅为(3.4-5.0 MPam1/2)，在高冲击或复杂工况下容易发生脆性断裂。过去，提高金刚石韧性的方案往往以牺牲硬度为代价，始终难以突破“增韧必失硬”的技术瓶颈。
研究团队针对这一难题提出了一种全新的外在增韧策略:将高度分散的多壁碳纳米管均匀引入金刚石晶粒之间，通过
15GPa、2000°C高温高压烧结，在金刚石内部原位构建出三维连续碳纳米管网络。更重要的是，在金刚石与碳纳米管之间形成了原子级厚度的sp2-sp3杂化共价界面，实现了由传统物理接触向化学键连接的转变，大幅提高了界面载荷传递能力和
能量耗散效率。

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