Aggregierte Diamant-Nanoröhrchen

Aggregierte Diamant-Nanostäbchen (ADNR, engl. aggregated diamond nanorods) sind eine besonders dichte Form des Kohlenstoffs, deren Herstellungsverfahren patentiert ist^[1]. ADNR ritzt Proben aus natürlichem Diamant und ist daher härter und könnte verschleißärmere Werkzeuge ermöglichen.

Aggregierte Diamant-Nanostäbchen sind eines der härtesten bekannten Materialien mit einem statischen Kompressionsmodul K von bis zu 491 GPa (ca. 11 % mehr als Diamant mit 442 GPa). Ihre Röntgendichte ist 0,2 bis 0,4 % höher als die von gewöhnlichem Diamant. Die Ursache für die höhere Dichte liegt in dem reduzierten Bindungsabstand der C-Atome in den äußeren Lagen des ADNRs.

Die Herstellung von Proben erfolgte in Bayreuth am Bayerischen Geoinstitut in Hochdruckpressen bei Drücken von 24 GPa. Das Ausgangsmaterial sind C₆₀-Fullerene^[2]. Mittlerweile ist die Herstellung größerer Mengen gelungen^[3]. Die typischen ADNRs haben einen Durchmesser von 5 bis 20 nm und eine Länge größer 1 μm.

Das Material ist widerstandsfähiger gegen den Umbau der Diamantstruktur in eine graphitähnliche Struktur (Graphitisation) als natürlicher Diamant. Daraus und aus der größeren Härte ergeben sich auch mögliche zukünftige Einsatzgebiete dieses Materials im Bereich der spanabhebenden Werkzeuge und der Polier- und Schleifmittel.

Einzelnachweise

1. ↑ Patentschrift DE 102004026976 A1 beim Deutschen Patentamt
2. ↑ Applied Physics Letters
3. ↑ European Synchrotron Radiation Facility, Artikel vom 13. Sept. 2007 (englisch)

Weblinks

• Bericht über Veröffentlichung 23. August 2005
• Superior wear resistance of aggregated diamond nanorods Natalia Dubrovinskaia, Sergey Dub, Leonid Dubrovinsky. Nano letters (ISSN 1530-6984) 2006, vol. 6, no4, pp. 824-826 (Englisch)
• höherauflösende Aufnahmen
• Aggregated Diamond Nanorods, the Densest and Least Compressible Form of Carbon Härteexperimente, durchgeführt 2007 am ESRF
• M. E. Kozlov et al. "Superhard form of carbon obtained from C60 at moderate previous termpressure" Synthetic Metals 70 (1995) 1411
• V.D. Blank et al. "Ultrahard and superhard carbon phases produced from C60 by heating at high previous termpressure: structural and Raman studies" Physics Letters A 205 (1995) 20
• H. Szwarc et al. "Chemical modifications of C60 under the influence of pressure and temperature: from cubic C60 to diamond" Synthetic Metals 77 (1996) 26
• V. D. Blank et al. "Phase transformations in solid C60 at high-pressure-high-temperature treatment and the structure of 3D polymerized fullerites" Physics Letters A 220 (1996) 149
• Natalia Dubrovinskaia, et al.: Aggregated diamond nanorods, the densest and least compressible form of carbon. In: Appl. Phys. Lett.. 87, 2005, S. 083106. doi:10.1063/1.2034101