1.鉆石（金剛石）

    金剛石是目前在地球上發(fā)現(xiàn)的眾多天然存在中最堅(jiān)硬的物質(zhì)。金剛石摩氏硬度為10，絕對(duì)硬度是剛玉的4倍，石英的8倍。人工合成金剛石的方法主要有兩種，高溫高壓法及化學(xué)氣相沉積法。金剛石的用途非常廣泛，例如：工藝品、工業(yè)中的切割工具， 也是貴重寶石。

    2.石墨烯

    石墨烯是從石墨材料中剝離出來，由碳原子組成的，只有一層原子的二維材料。石墨烯斷裂強(qiáng)度比最好的鋼材還要高200倍，同時(shí)它又有很好的彈性，拉伸幅度能達(dá)到自身尺寸的20%。作為超薄、超強(qiáng)、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能優(yōu)良的一種新型納米材料，石墨烯被稱為“黑金”，是“新材料之王”，科學(xué)家甚至預(yù)言石墨烯將“徹底改變21世紀(jì)”，極有可能掀起一場(chǎng)席卷全球的顛覆性新技術(shù)新產(chǎn)業(yè)革命。

    3.碳炔

    碳炔是碳原子聚集在一起形成的鏈，這些碳原子通過雙鍵或者交替的單鍵和三鍵連接在一起。碳炔被認(rèn)為是世界上最強(qiáng)韌的材料，強(qiáng)度超過鉆石40倍，是石墨烯強(qiáng)度的兩倍。碳炔在未來超高強(qiáng)度設(shè)備的發(fā)展中將有很重要的用途。

    4.碳納米管

    碳納米管可以看做是石墨烯片層卷曲而成，因此按照石墨烯片的層數(shù)可分為：?jiǎn)伪谔技{米管和多壁碳納米管。碳納米管的硬度與金剛石相當(dāng)，卻擁有良好的柔韌性，可以拉伸。碳納米管的強(qiáng)度比同體積鋼的強(qiáng)度高100倍，重量卻只有后者的1/6到1/7。碳納米管因而被稱“超級(jí)纖維”。近些年，隨著碳納米管及納米材料研究的深入，其廣闊的應(yīng)用前景也不斷地展現(xiàn)出來。

    5.硼烯

    硼烯與石墨烯中的碳一樣具有相同的六邊形晶格排列，但在每個(gè)六邊形中心還另有一個(gè)硼原子。硼烯在某個(gè)方向上比石墨烯的強(qiáng)度還要高。如此優(yōu)越的力學(xué)性質(zhì)，加上特殊的電學(xué)性質(zhì)和熱學(xué)性質(zhì)，硼烯的應(yīng)用前景將十分寬廣。硼烯因其優(yōu)越的電學(xué)、力學(xué)、熱學(xué)屬性，被科學(xué)界寄予厚望，或?qū)⒊蔀槔^石墨烯之后又一種“神奇納米材料”。

    6.氣凝膠

    氣凝膠，作為世界最輕的固體，已入選吉尼斯世界紀(jì)錄。目前最輕的硅氣凝膠僅有0.16毫克每立方厘米，比空氣密度略低，所以也被叫做“凍結(jié)的煙”或“藍(lán)煙”。氣凝膠貌似“弱不禁風(fēng)”，其實(shí)非常堅(jiān)固耐用。它可以承受相當(dāng)于自身質(zhì)量幾千倍的壓力，在溫度達(dá)到1200攝氏度時(shí)才會(huì)熔化。此外它的導(dǎo)熱性和折射率也很低，絕緣能力比最好的玻璃纖維還要強(qiáng)39倍。由于具備這些特性，氣凝膠便成為航天探測(cè)中不可替代的材料，俄羅斯“和平”號(hào)空間站和美國“火星探路者”探測(cè)器都用它來進(jìn)行熱絕緣。

    7.納米線

    納米線是一種一維材料，在橫向上被限制在100納米以下，縱橫比在1000以上。碳納米管就是納米線大家族中的明星材料。根據(jù)組成材料的不同，納米線可分為不同的類型，包括金屬納米線，半導(dǎo)體納米線和絕緣體納米線。通常情況下，隨著尺寸的減小，納米線會(huì)體現(xiàn)出比大塊材料更好的機(jī)械性能，強(qiáng)度變強(qiáng)，韌度變好。在電子、光電子和納電子機(jī)械器械中，納米線有可能起到很重要的作用。它同時(shí)還可以作為合成物中的添加物、量子器械中的連線、場(chǎng)發(fā)射器和生物分子納米感應(yīng)器。

    8.氮化硼

    氮化硼是由氮原子和硼原子所構(gòu)成的晶體。化學(xué)組成為43.6%的硼和56.4%的氮，具有四種不同的變體：六方氮化硼（HBN）、菱方氮化硼（RBN）、立方氮化硼（CBN）和纖鋅礦氮化硼（WBN）。立方氮化硼比金剛石還硬一些，其他種類氮化硼硬度稍弱于金剛石。氮化硼具有耐高溫、耐腐蝕、導(dǎo)熱性好、熱膨脹系數(shù)低、抗熱震性好、化學(xué)穩(wěn)定性好、良好的潤滑性，以及優(yōu)良的電學(xué)性能，在電子、冶金、化工、宇航等尖端技術(shù)中具有極為廣泛的用途。

    9.金剛砂

    碳化硅是由美國人艾奇遜在1891年電熔金剛石實(shí)驗(yàn)時(shí)，在實(shí)驗(yàn)室偶然發(fā)現(xiàn)的一種碳化物，當(dāng)時(shí)誤認(rèn)為是金剛石的混合體，故取名金剛砂。碳化硅的硬度很大，莫氏硬度為9.5級(jí)，稍稍低于金剛石（10級(jí)），具有優(yōu)良的導(dǎo)熱性能，是一種半導(dǎo)體，高溫時(shí)能抗氧化。

    10.鈦合金

    鈦合金是以鈦為基礎(chǔ)加入其他元素組成的合金。世界上已研制出的鈦合金有數(shù)百種，最著名的合金有20～30種。鈦合金具有強(qiáng)度高、耐蝕性好、耐熱性高等特點(diǎn)，廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)，主要用于制作飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)部件，其次為火箭、導(dǎo)彈和高速飛機(jī)的結(jié)構(gòu)件。

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