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세상에서 두 번째로 단단한 물질

Posted at 2005-12-04 03:20:11

<a href="http://www.nature.com/nsu/020722/020722-1.html" target="_blank">http://www.nature.com/nsu/020722/020722-1.html</a>&nbsp;"세상에서 두 번째로 단단한 물질"의 타이틀을 가진 후보가 있다. 다이아몬드가 아직까지는 1위이고 보론 서복사이드(boron suboxide)가 그 다음을 차지할 것이라고 미국 연구원들은 말한다.&nbsp; 현재 초강도 면에서 두 번째는 큐빅 질화붕소(cubic boron nitride; cBN)이다. 이것은 보라존(Borazon)혹은 암보라이트(Amborite)와 같은 상품명으로 상업화 되어 있다. 그것은 톱, 사포, 드릴날과 같은 곳에 사용된다. 다이아몬드가 박혀있는 도구들은 스틸 강을 제외한 모든 것을 절단할 수 있다. 다이아몬드는 뜨거운 철에 용해되기 때문에 스틸 강을 절단하는 데에는 사용하지 않는다.&nbsp; 보론과 산소의 화합물인 보론 서복사이드가 그와 비슷한 용도로 쓰일 수 있다고 뉴멕시코에 있는 로스알라모스 국립 연구소의 두안웨이 히와 그의 동료들은 말한다. 그것은 큐빅 질화붕소나 다이아몬드보다 더 낮은 압력에서 제조될 수 있고 더 쉽고 저렴하게 대량 합성을 할 수 있다. 보론 서복사이드는 상당한 강도를 가지고 있을 것으로 오랫동안 예상되었다. 그러나 이것을 확인하기가 매우 어려웠다. 왜냐하면 강도를 테스트할 만큼 충분한 크기의 결정을 만들지 못했기 때문이다. 소위 빅커 굴곡(Vicker indentation)이라 불리는 이 테스트는 다이아몬드 끝으로 물질을 누르면서 그것이 얼마나 눌리는지를 보는 표준 시험방법이다. 새로운 방법을 사용하면서 히의 팀은 빅커 테스트에 사용하기 충분한 크기인 10분의 1 밀리미터 크기의 보론 서복사이드 결정을 만들었다. 연구원들은 2000℃이상의 온도에서 용융 보론산화물에 순순한 보론을 용해 시켰고 대기압의 50000배 정도의 압력으로 그것을 압착시켰다. 그 결과 큐빅 질화붕소보다 아주 근소한 차이로 강도가 적은 보론 서복사이드가 만들어졌다. 그 자체의 강도는 다이아몬드 강도의 절반 정도이다. 그러나 그것을 부러지게 하는 정도는 다이아몬드 보다 아주 약간 작으며 큐빅 질화붕소에 비해서는 2배 정도 크다.

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