Сайт переехал physreal.com

Первоначально механизм полировки поверхности алмаза представляли как откалывание небольших кристалликов, однако детальные исследования показали, что стачиваемые кусочки аморфны. Методами молекулярной динамики ученые показали, что в процессе трения алмазных поверхностей происходит аморфизация более «мягкой поверхности». Этот аморфный слой имеет толщину несколько нанометров и подвержен окислению кислородом воздуха, превращаясь в газообразные оксиды CO и CO₂. Косвенно это подтверждается тем, что при пониженных давлениях полировка протекает медленнее.

Аморфный слой не просто так себе находится на полируемой поверхности поверхности. Во-первых, он движется относительно ее, а во-вторых, атомы аморфного слоя химически связаны с атомами кристалла. Это приводит к тому, что некоторые атомы могут быть вырваны из кристалла, т.е. аморфный слой как бы протравливает поверхность. Учёные рассчитали вероятность этого процесса для различных граней и направлений полировки, и их результаты хорошо совпали с опытными данными. Таким образом, была предложена вполне реалистичная модель полировки алмаза.

Как эти чудесные знания могут быть использованы на практике? Вероятно, можно каким-то образом модифицировать аморфный слой, чтобы облегчить полировку «твёрдых граней». Это позволило бы сделать процесс более однородным и получать гладкие поверхности из поликристаллических алмазных плёнок.

Работа «Anisotropic mechanical amorphization drives wear in diamond» опубликована в журнале Nature Materials. Также можно ознакомиться с захватывающими видеороликами по результатам моделирования полировки.

Источник: Nature Materials