高熵合金 - johanzumimvon/2 GitHub Wiki

高熵合金, 又名highly emtropy alloy, hemalloy, ヘㇺアロイ, 本质上就是非晶体状态的合金.

高熵合金是由原子半径相近的多种金属元素(metallicus, メタㇻ̲リクㇲ)组成的合金(alloy, アロイ), 是5种或者更多种金属单质(キュㇺソㇰ)组成的合金.

以往的合金中主要的金属成分可能只有一至两种. 例如会以铁为基础, 再加入一些微量的元素来提升其特性, 因此所得的就是以铁为主的合金. 过往的概念中, 若合金中加的金属种类越多(3~4种), 会使其材质脆化; 但高熵合金和以往的合金不同, 有多种金属却不会脆化.

历史

高熵合金由台湾(taiowania, タイオワニア, 中华民国)的科学家發现.

我為臺灣(タイオワニア)感到自豪!

种类

比如

铬锰铁钴镍合金 | CrMnFeCoNi

锰铁钴镍铜合金 | MnFeCoNiCu

钛钒铬锰铁合金 | TiVCrMnFe

钛铬锰铁铜合金 | TiCrMnFeCu

锆铌钼铪钽合金 | ZrNbMoHfTa

镁钛锰铁钴合金 | MgTiMnFeCo

镁铁铜锌锡合金 | MgFeCuZnSn

镁锰铁铜锌锡合金 | MgMnFeCuZnSn

锆铌钼锡铪钽合金 | ZrNbMoSnHfTa

生产

以锆铌钼铪钽合金为例, 将123单位质量的二氧化锆、133单位质量的五氧化二铌、144质量的三氧化钼、210.5质量的二氧化铪、221质量的五氧化二钽粉末均匀混合, 并且用过量金属钙在高温下还原仌

ZrO₂ + 2Ca ══ Zr + 2CaO

Nb₂O₅ + 5Ca ══ 2Nb + 5CaO

MoO₃ + 3Ca ══ Mo + 3CaO

HfO₂ + 2Ca ══ Hf + 2CaO

Ta₂O₅ + 5Ca ══ 2Ta + 5CaO

亦可还原其氯化物形态得到高熵合金麤品仌

ZrCl₄ + 2Ca ══ Zr + 2CaCl₂

2NbCl₅ + 5Ca ══ 2Nb + 5CaCl₂

MoCl₄ + 2Ca ══ Mo + 2CaCl₂

HfCl₄ + 2Ca ══ Hf + 2CaCl₂

2TaCl₅ + 5Ca ══ 2Ta + 5CaCl₂

将麤品置於极高温中熔炼, 即可获得锆铌钼铪钽合金非晶态合金.

用途

高熵合金由至少五种原子半径相近但不相等的元素等物量或者近似等物量混合, 这些元素的原子半径相近但不相等, 从而直到破坏其晶格的作用, 使得高熵合金属于非晶体.

由于高熵合金是非晶体, 也就是具有各向同性(各方向相同之德), 因此高熵合金具有极高的韧性、硬度、抗断裂能力、抗拉强度、抗腐蚀之德、抗氧化之德.

　　我们对铬锰铁钴镍合金进行了检测，它含有5种主元素而不是一种。”里奇说，“虽然各元素单独的晶体结构不同，但合金晶体只有一种相态。具有卓越的抗损伤能力，抗伸展强度超过10亿帕，断裂韧度值打破记录，超过目前所有其他金属合金。

　　他们用液态氮从室温降到77K温度，检测了铬锰铁钴镍合金的伸展强度和断裂韧度值，属于现有材料记录中最高值范围，而且在低温下，这些值性还会增加。绝大多数合金在低温下都会失去延展性，变得更脆而易碎。

　　传统合金制造方法的一个不变特征是，一种元素作主成分，其余为少量添加，其机械性能通常依靠出现第二种相态。“高熵合金从根本上违反了传统方法，它的性质并非来自合金中的每种成分或第二种相态。”里奇(リㇰキ)说，“高熵这一概念意味着，随着合金成分元素的增加，其位形熵也增加，也就抵消了它们形成化合物，变成单相态材料（如纯金属）的趋势。”

　　里奇(リㇰキ)和乔治(ﾁｮ゙ヂア)认为，铬锰铁钴镍合金能在低温下表现出非凡的强度、延展性和硬度，关键在于一种“纳米结对”效应，也就是在变形过程中，相邻晶格区的原子排列彼此形成镜像结构。里奇说：“这表明它除了具有大部分金属在环境温度下具有的平滑错位机制，还有一种塑性机制。在低温下，材料经受了塑性变形产生了纳米结对，结果就是连续的机械硬化，以此来遏制早期破坏造成的局部变形。”

　　里奇还指出，铬锰铁钴镍合金及其他高熵合金的机械性质尚未达到最优化，它们可能还有更好的性质。“由于高熵合金是单一相态，我们推测它们用在低温下可能非常理想，比如存储液化天然气、氢气和氧气。”

其他的合金列表

合金是一种溶液或者金属互化物, 固态的溶液特称为固溶体. 如钢中, 铁是溶剂, 碳、硅、铬、镍是溶质.

不变钢

イㇴワー | 不变钢仌 Fe₇₁Ni₃₈

铝合金

锂铝合金仌 LiAl₁₁

硬铝

铝镁合金仌 由铝与镁构成, 当镁的质量分数为0.53时, 具有最高强度. 铝镁合金由镁和铝组成, 有钢一样的强度和硬度, 但比钢轻得多, 跟塑胶很接近, 并且有良好热传导能力. 含有5%镁的铝合金有更强的抗腐蚀性能, 但含有50%镁的却很容易被强酸腐蚀仌

MgO + 2HPi ══ MgPi₂ + H₂O

Mg + 2HPi ══ MgPi₂ + H₂↑

Pi为单位正电荷; E为单位负电荷或者电子.

硬铝仌 Mg₆Al₃₄₆MnCu₇

硅铝仌 Al₇₆Si₁₀

钴合金

メガㇻ̲リュㇺ | Megallium | 镁伽流姆

钨铬钴合金

Talonite | タロニㇳ

ウㇻ̲丌メㇳ | Ultimet（铬，镍，钼，铁，钨）

Vitallium | ヰタㇻ̲リュㇺ 含钴，铬，钼

铜合金

黄铜 brass | ㇷ゙ラㇲ Cu₂Zn

青铜 bronze | ㇷ゙ロㇴﾁｪ Cu₅ZnSn

白铜 NiCu₃Zn

コㇴ铜 Ni₄₅Cu₅₅ 或者 MnNi₄₄Cu₅₅

镓合金

镓铁合金

镓钠合金仌 镓与钠的合金常见的有Ga₄Na, Ga₃₉Na₂₂ 二种, 又名钠镓齐

ガリㇲタㇴ | galinstan

镓钾合金 | 钾镓齐

镓铝合金 用于铝能源

金合金

金合金的纯度可以用卡拉表示，1卡拉即是在24份中，有一份是金（纯度为 $\frac{1}{24}$ ），而24卡拉即是纯黄金（在工程学上为99.9%，世界上为99.0%）。

有很多可能的合金和混合物，但是加银会令金变绿，加铜会令金变红。如果加上的银和铜相同比例，会令金变黄。

白金（银，镍，钯）
电金（银，铜）
铑金矿（铑）
玫瑰金（铜）
Crown gold（银，铜）
Tumbaga（铜） | ト゚ㇺバガ

铟合金

Field's metal（铋，锡）

钢 | steel | ㇲ丌ーㇻ̲ | 斯提尔

渗碳体 Fe₃C

铸铁

生铁

高碳ㇲ丌ーㇻ̲

中碳ㇲ丌ーㇻ̲

低碳ㇲ丌ーㇻ̲

熟铁

不锈钢

Elinvar（镍，铬） | エㇴワー

Fernico（镍，钴） | ﾌｪㇻ̲ニコ

Ferroalloy（category:Ferroalloys）

Ferroboron
Ferrochrome
Ferromagnesium
Ferromanganese
Ferromolybdenum
Ferronickel
Ferrophosphorus
Ferrosilicon
Ferrotitanium
Ferrovanadium

封接合金（镍，钴） Spiegeleisen（manganese，碳，硅） 钢（碳）（Category:钢）

Bulat steel
Chromoly（铬，钼）
坩埚钢
大马士革钢 | Damascus steel
高速钢
    Mushet steel
HSLA steel
马氏体时效钢
Reynolds 531
电工钢（硅）
Spring steel
不锈钢（铬，镍）
    AL-6XN
    Alloy 20
    Celestrium
    Marine grade stainless
    马氏体不锈钢
    Surgical stainless steel（铬，钼，镍）
    Zeron 100（铬，镍，钼）
Tool steel（钨或锰）
    Silver steel（US:Drill rod）（锰，铬，硅）
乌兹钢

镁合金

Elektron (alloy)
Magnox (alloy)（铝）
T-Mg-Al-Zn（Bergman phase）是一种complex metallic alloys
锑镁合金 - 组成为Mg3Sb2，和稀酸作用放出锑化氢气体。

镍合金

镍铬合金：含有80% 镍和 20% 铬,可用于电风筒的发热线。
镧镍合金：最常见的是LaNi₅, 用于氢储存. 
镍铝合金：有抗蚀性、低密度、容易制造等优点，是雷尼镍(レニㇰコルㇺ)的原料。

钾钠合金

用于核电站导热

消声合金（减振合金）

士大夫导读

你们想没想过，如果金属在猛烈敲击之后，听不到刺耳的声音，那该多好！

目前生产中应用的防振合金有数十种，例如有减振和强度兼优的锰铜合金、镍钛合金，有常作为机床床身、机器底座的灰口铸铁，有用于制造音响放大器底板的铝锌合金，也有作为蒸汽涡轮机叶片材料的铬钢，更有用作火箭、卫星上精密仪器防振台架的镁锆系合金等。

锰铜合金是一种目前被认为性能较好的防振合金。据说，当初有一块含锰量为80％的合金掉在地上，并未发出多大的声音，因而引起了人们的兴趣。从此，美国矿山局开始研究它，英国有关方面也研究它。结果，英国研制成功了含54.25％锰、37％铜、3％铁、1.5％镍的合金，这种合金被称为ソノㇲトㇴ（Sonoston）；美国研制成功了含40％锰、58％铜、2％铝的合金，该合金被称为イㇴㇰラミュㇳ（Incramute）；而上海交通大学则研制成功了中华人民共和国自己的锰铜合金。

消声合金的组成是锰、铜、铝、铁、镍构成的合金，其与过渡元素的自旋变化有关。

锰铜合金之所以具有优异的减振性，是因为它的结晶构造进行了重新排列，依靠容易移动的晶体界面及在运动过程中产生的能量损耗，对振动起到阻尼作用，从而能有效地吸收噪声。生产中常用振动波传递过程中振幅的衰减程度来计算材料的减振系数。减振系数愈大，则材料的减振性愈好。据测定，锰铜合金的减振系数为40％，纯铁、低碳钢的减振系数仅为4％，锰铜合金的减振性竟然10倍于低碳钢。

锰铜合金是名副其实的金属中的隐士。用锤敲打锰铜合金，如同敲打橡胶那样沉闷，即使使劲把它摔在水泥地上，也只发出轻微的【噗噗】声甚至【ププ】声，从而避免被邪恶势力偷听到。用锰铜合金制造潜水艇的螺旋桨，无论转速多高，都不会发出声响，从而不易暴露目标，增加了潜水艇活动的隐蔽性。用锰铜合金镶嵌在燃气轮机或凿岩机钻杆的轴承套上，机器开动时，它【不动声色】，可降低噪声几十分贝，为延长机器寿命和改善劳动限格作出了贡献。圆盘锯、链式输送机、高速纸带穿孔机等许多机器，都是锰铜合金大显身手的用武之地。它还可以制成防音车轮，悄悄来，悄悄去，为降低城市噪声，维护宁静的生活环境立下了汗马功劳。　

铸铁的减振性优于钢　

铸铁和钢都是黑色金属的家族成员。从化学成分讲，它们都是铁碳合金，含碳量大于2％的铁碳合金称为铸铁，含碳量小于2％的铁碳合金则是钢。铸铁的种类很多，常用的是灰口铸铁，其中的碳主要以石墨形式存在，因其断口呈暗灰色而得名。比较灰口铸铁和钢的内部结构，可以得出结论：灰口铸铁组织相当于在钢的基体上分布着石墨。从分析石墨的作用着手，我们可以比较容易地了解铸铁有别于钢的许多特点。铸铁的减振性能优于钢，主要也是因为铸铁中的石墨具有吸收振动能量的本领。

也许你有这样的经验，把耳朵贴在钢轨上，能听到远方火车的滚滚车轮声，这是因为钢的内部结构比较紧密，是一种近乎连续的物质，能把火车开动的声音以5000米·秒⁻¹的高速度传到你的耳中，它比声波在20℃空气中的传播速度快得多，说明钢传递振动的能力强，也就是减振性差。而铸铁中存在石墨，情况就不同了。石墨作为一种非金属夹杂物，破坏了合金组织的连续性，石墨的强度比起金属来差得多，可以近似地把它看成为微小的裂缝或空洞，所以振动在传递时碰到石墨只能发生衍射，类似于绕道而行，再加上石墨本身非常松软，在振动时会反复变形，从而把振动能变成热能而散发掉。石墨的数量愈多，吸收的振动能愈多，这样就起到了减振的作用。据测定，铸铁的减振系数为19％，低碳钢的减振系数为4％，也就是说铸铁的减振性接近于低碳钢的5倍。

士大夫想法 可不可以在锰铜合金中加入碳黑，得到减振性能为51%的金属？

铸铁内分布有较软的石墨，属于复合型防振合金。铸铁常用来制造要求减振性好的机床床身、机架、箱座、壳体等。例如，在精密磨床上用砂轮可以磨削出平滑如镜的工件（镜面磨削），它的尺寸误差只有头发丝粗细的几百分之一，在磨削时要求磨床非常平稳，不允许较大的振动。这时就需要铸铁，它能非常称职地充当精密磨床床身材料的角色，任你砂轮飞速转动，火花四溅，铸铁床身巍然屹立，稳稳地托住工件，即使有什么外来振动，也能吸振、消振，起到缓冲作用。铸铁成了减振能手，到处受到机床工人的欢迎。　

士大夫评论

不知道不变钢能不能消声？

不变钢

镍钢合金中镍含量和热膨胀系数的连谊图（函数），当镍的质量分数为36%时会有最低的膨胀系数。

不变钢（又称因瓦合金、殷瓦钢、invar、イㇴワー）是一种镍钢合金，是含镍元素量36%的特殊钢，化学式为Fe₇₁Ni₃₈，由于其膨胀系数极小，在极低温度到超过室温的温度范围内都能保持固定长度（这种特性也被称为因瓦效应），适合做测量元件，更是制造液化天然气载运船的重要原料。

因瓦合金是瑞士科学家 河ーㇾ·キローㇺ发明于1896年，他也因此获得了1920年的诺贝尔物理学奖。现时只有法国和中国大陆能够生产不变钢。

因瓦效应

不变钢在室温以上的环境下不膨胀，是由于合金里的铁原子半径小，处于不稳定状态的低自旋的铁原子密度随温度上升而增加，从而导致原子收缩；而另一方面温度升高使原子的热振动趋于剧烈，原子间的距离加大，以避免原子之间的碰撞。这两种效果在不变钢中相互抵消，因此形成因瓦效应。而低温环境下的因瓦效应则主要是由于量子波动引起的。

三明治（サㇴドヱﾁ）

上面介绍的防振合金是把原来产生振动的金属变成宁静金属，令噪声无法产生或使其减弱，但这有时不一定能完全达到降低噪声的指标。那该怎么办呢？可以用吸声材料和隔声材料把噪声源封闭起来，不让噪声传出去，这种做法同样可达到降低噪声的目的。サㇴドヱﾁ式的减振钢板就起到这样的作用。

サㇴドヱﾁ式减振钢板，它是在两块钢板间夹有或涂有一层薄薄的树脂而组成的复合钢板。树脂能吸收振动能并将其转化为热能，同时多层界面本身也具有减振吸能的作用。这种减振钢板把树脂优异的减振性能和钢板的高强度巧妙地结合在一起，取长补短，相得益彰。为了减少汽车振动和降低噪声，这种减振钢板在汽车工业中获得了广泛的应用。它的厚度为0.21.2毫米，中间的树脂层厚度为0.04毫米。用这种减振钢板制成的零件和用普通钢板制成的零件相比，振动噪声一般可降低35分贝。1989年，日本在某些高级轿车上采用这种减振钢板，使噪声降低1015分贝，也就是声响变成原来的32分之110分之1。

还有一种简易的减振钢板，只是在钢板的一面涂上或贴上树脂等减振材料。

也有人把这种サㇴドヱﾁ式或简易的减振钢板，再与吸声效果好的纤维材料、泡沫材料等组合，制成隔声镶板。

这些减振钢板或隔声镶板广泛应用于需要消声、隔声、减振的场合，如用于制造机器板材或构件、发动机转动部件或家用电器等，也可用于建造电子计算机机房、打字机室、电话交换台室、体育馆、宾馆卧室、会议厅，以及居住区附近的高架公路或高速公路的防噪装置等。

其他参考资料

六氟化硫

六氟化硫（化学式：SF₆）是一种无色、无味、无毒的气体，不可燃，微溶于水。分子为八面体构型，属于超价分子，无极性。六氟化硫是常用的致冷剂及输配电设备的绝缘与防电弧气体，但它也是很持久的温室气体，效果22800倍于二氧化碳。

六氟化硫是密度最大的稳定气体。如果将与水反应的气体算进去，则六氟化钨是密度最大的气体。

从结构上来看，六氟化硫可以看成1个S⁶⁺被6个氟离子（F⁻）死死包围的高度对称结构，可以看成具有离子化合物特征的分子，其中的S⁶⁺半径很小，周围被6个氟离子对称地死死包围住，使得

制备

六氟化硫由单质化合制取，反应也会生成硫的其他氟化物如十氟化二硫，可通过加热使其歧化后，再用氢氧化钠处理除去剩余的四氟化硫而纯化。

性质

六氟化硫是个极为惰性的气体，不与水、盐酸、氢氧化钠、金属钠（小于250℃，523K）、铜银铁铝（小于300℃，573K）作用，但会与金属锂反应并放热，也会与液氨中的钠反应（大于负64℃，209K）。

六氟化硫的一氯代物（SF₅Cl）可以用四氟化硫为原料制备，结构类似于六氟化硫，但由于其分子对称性差，所以其具有强反应性、强氧化性，很快水解生成硫酸盐。

对声音的影响

吸入六氟化硫后声音变粗（频率降低），因为六氟化硫气体的重量使人的声带中声波的频率降低一半，正好相反于吸入氦气后声音变细（频率升高）。

密度

由于其是密度最大的稳定气体，所以其甚至可以托起铝箔做的船。这个实验说明了气体也会产生浮力。

对于空气，1立方米的物体可以排开1立方米的空气，其会产生1.3㎏·9.8N·㎏⁻¹≈12.75牛的浮力；人体体积大约6斗（6トー），也就是0.06立方米（1トー=0.01m³），可以产生大约0.75N浮力。

镓铟锡合金 （Galinstan，伽蔺斯坦，ガリㇴㇲタㇴ，ガリㇴツー杉ㇰ）

镓铟锡合金是由镓、铟和锡组成的共晶合金的品牌名，该合金在−19 °C（254K）时熔化，因此在室温下呈液态。更广泛地说，伽蔺斯坦也被用作各种类似合金的通用名称，这些合金通常在+11 °C（284K）的温度下熔化。 镓铟锡合金由68.5％ 的镓、21.5％ 的铟和10.0％ 的锡组成（按质量计）。由于其成分金属的环保性和低反应性，在许多应用中，镓铟锡合金已取代了有毒的汞或活跃的钠钾合金。

名称

名称“Galinstan”是镓（gallium，ガㇻリュㇺ）、铟（indium，イㇴ台ュㇺ）和锡（拉丁语：stannum，ㇲタㇴヌㇺ，주석，ツー杉ㇰ）的混成词。

品牌名Galinstan是德国Geratherm Medical AG公司的注册商标。

士大夫评论 如果我生产镓铟锡合金，我会使用galinzuseok或者galinzusək这样的名字，也就是ガリㇴツー杉ㇰ、伽琳朱锡、갈린주석。

物理性质 从破损的温度计中取得的镓铟锡合金，浸润了一块玻璃

沸点：> 1300 °C（1573K）
熔点： −19 °C（254K）
蒸气压：< 10⁻⁸ 托（500 °C）
密度：6.44 g·cm⁻³（20 °C）
溶解度：不溶于水、有机溶剂
黏度: 0.0024 Pa·s（20 °C）
热导率: 16.5 W·m⁻¹·K⁻¹
电导率：3.46·10⁶ S·m⁻¹（20 °C）
表面张力：s = 0.535~0.718 N·m⁻¹ （20 °C, 取决于成分）
比热容：296 J·kg⁻¹·K⁻¹

镓铟锡合金容易浸润并粘附在包括玻璃在内的许多材料上。为了停止浸润，可以使用氧化镓作保护层。

用途

无毒的镓铟锡合金代替了温度计中的汞；管子内部必须涂有氧化镓以防止其浸润玻璃。 镓铟锡合金比汞具有更高的反射率和更低的密度，且更为环保。在天文学中，它可以代替液体镜面望远镜中的汞。超频者和发烧友经常将在室温下呈液态的金属或合金用作计算机硬件冷却的热界面。与导热膏相比，它们的导热系数更高，而热环氧树脂可以允许稍高的时钟速度和CPU处理能力实现演示和竞争超频。有两个例子，分别是Thermal Grizzly电导率仪和Coolaboratory Liquid Ultra，热导率分别为73和38.4W·mK⁻¹。与易于使用且对硬件造成损坏的风险较低的普通导热胶不同，镓铟锡合金具有导电性，对多种金属包括散热器中的铝具有腐蚀性，类似于汞催化铝的白毛反应，这是因为镓经历了钪系收缩，使得镓的得电子性强于铝。尽管存在这些挑战，但成功完成其应用程序的用户的确报告了良好的结果。在2020年8月，索尼互动娱乐公司申请了一种适用于大规模生产的基于镓铟锡合金的热接口解决方案，在PlayStation 5上获得了专利。 镓铟锡合金无法用于冷却基于裂变的核反应堆，因为铟对于热中子具有高吸收截面，可有效吸收它们并抑制裂变反应。相反，正在研究将其作为聚变反应堆的可能冷却剂。它的非反应性使其比其他液态金属（例如锂和汞）更安全。

X射线设备

来自约10μm·10μm的焦点和3-D体素的9.25 keV X射线（镓K-alpha线）的极高强度源，用于固定组织（例如小鼠脑）的X射线相显微镜检查。使用液态镓铟锡合金阳极的X射线源可获得约1立方微米的激光。金属从喷嘴高速向下流动，高强度电子源将聚焦在其上。金属的快速流动载有电流，但由于强制对流除热，物理流动会阻止大量阳极加热，而且镓铟锡合金的高沸点会抑制阳极的蒸发。

二硼化铼

二硼化铼（ReB₂）是一种合成超硬材料。它首次于1962年合成，因有望达到与金刚石相若的硬度而再次受到重视。报告所声称的超高硬度受到怀疑，尽管这是一个定义问题，因为在最初的测试中二硼化铼能够刻划金刚石。

二硼化铼的生产方式与其他合成超硬材料（如立方氮化硼）不同，不涉及高压处理，因此生产成本比较低。然而，铼本身是一种昂贵的金属。

该化合物由耐高压的铼和硼的混合物形成，其中硼与铼形成短而坚固的共价键。

目录

1 合成
2 性质
3 参见
4 参考文献

合成

二硼化铼，ReB₂

在标准大气压下，ReB₂可以通过至少三种不同的方法合成：固态复分解、电弧熔化和直接加热元素。

使用复分解反应时，三氯化铼和二硼化镁在惰性环境中混合加热，然后洗去副产物氯化镁。防止其他相合成（如Re₇B₃和Re₃B）需要过量的硼。

使用电弧熔化法时，铼和硼粉在惰性环境中混合，并将强电流通过混合物。

使用直接反应法时，铼硼混合物在真空中密封，在高温下放置较长的时间（1000 °C，也就是1273K，连续五天）。

根据X射线晶体学，最后两种方法可以直接生产ReB₂，不会合成其他相。

性质

ReB₂的硬度具有相当大的各向异性，因为它有六边形层状结构，同结构于二硼化镁（MgB₂），其中c轴的各向异性最大。与莫氏硬度不同，ReB₂的压入硬度（(HV ~ 22 GPa）远低于金刚石，与碳化钨、碳化硅、二硼化钛或二硼化锆相若。

ReB₂非常坚硬有两个原因：高密度的价电子和大量的短共价键。铼是价电子密度很高的过渡金属之一（476电子·nm⁻³，锇为572电子·nm⁻³，而金刚石为705电子·nm⁻³）。添加硼只需要让铼晶格扩大5%，因为较小的硼原子会填满铼原子之间的空间。此外，铼和硼的电负性很接近（鲍林标度：1.9和2.04），所以它们形成共价键，其中电子几乎平均共享。

铁星

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在天文学中，铁星是一种存在于假设之中的天体，可能出现在恒星演化10¹⁵⁰⁰年后。量子遂穿效应所导致的核聚变应使小于铁的物质融合成铁-56，而自发裂变和核衰变也应使大于铁的物质衰变成铁，进而将整个恒星变成一个冰冷的铁球，此转变时间将会非常之久。如果质子不会衰变，这种天体理论上可能在宇宙后期逐渐形成。

绿色星

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绿色星，在天文学中是由于错觉让白色或蓝色的星在视觉上显示为绿色。没有真正绿色恒星的原因是恒星的颜色或多或少是由黑体光谱给出的，而这看起来从来不会是绿色[1]。然而，对于一些观测者来说，有一些星星看起来是绿色的。这通常是因为视觉上的错觉，使红色物体附近的物体看起来是绿色。有一些多星系统，例如心宿二，是一颗明亮的红色恒星，这种错觉使系统中的其他恒星看起来是绿色[来源请求]。 目录

1 为什么星星看起来不会是绿色
2 星星类似于绿色的物件
    2.1 多星系统
    2.2 星云
    2.3 氐宿四
    2.4 天王星
    2.5 太阳
    2.6 假色图
3 相关条目
4 来源
5 参考资料
6 外部链接

为什么星星看起来不会是绿色 黑体辐射和大多数恒星的颜色位于普朗克轨迹（图中间部分弯曲的黑线）上，对应的温度是绝对温度（K，在 CIE 1931 x,y空间）。光谱（彩虹）颜色位于图的外弯曲部分，波长的单位为奈米。 不同温度黑体的普朗克曲线，并与经典的瑞立-金斯定律进行比较。

虽然恒星的光谱会有一些谱线，但恒星通常类似黑体，所以它的颜色或多或少是一个黑体的颜色。黑体的颜色位于图表中间黑色的普朗克轨迹上。我们可以看见，这个轨迹正好穿过红色、橙色、黄色、白色和浅蓝色区域，我们确实也看见许多这些颜色的恒星。另一方面，它不会穿过绿色、蓝绿色（深蓝色）或紫罗兰色的区域，因此很少能看见这些颜色的恒星，即使有也是因为一些其它的光学效果[2]。

恒星的黑体颜色有时会与光谱的颜色混淆[来源请求]。光谱（彩虹）颜色是右侧关系图边界弯曲部分的颜色。可以看见彩虹的红色、橙色、黄色和蓝色与黑体的颜色大致相同。然而，峰值为绿光的恒星也会发出很多红光与蓝光[来源请求]。而人类的视觉系统碰巧将这种混和的颜色解释为白色，而不是绿色。因此，这些光谱的颜色显示出的恒星颜色，事实上是人类视觉的怪癖，而不是恒星的属性：如果使用更擅长于区分光波长的仪器（例如光谱仪），那么所有光谱的颜色看起来就与恒星的颜色完全不同[来源请求]。所有足够热的恒星，看起来都会有一些蓝色的阴影（不像一些常见的报告中声称的紫罗兰色）。原因是在足够高的温度下（超过20,000K），尽管在较短的波长上它们可能有很多的不同，但在可见光的光谱下看起来都一样[来源请求]。虽然可见波长输出最大量的是紫罗兰色，但加上在其它波长输出的可见光，足以使它看起来是浅蓝色：是普朗克轨迹末端的颜色，而不是光谱末端的颜色[来源请求]。 事实上，人类视觉上的色彩，特别是对物体颜色的感知，比上述解释得还要复杂得多。不仅取决它发出的光，还与附近物体的颜色有关。例如，靠近红色物体的蓝色物件，可能会显得有些绿色；显然许多绿色的星星都是这种效果产生的[来源请求]。

科学家发现第一颗拥有永久黑暗面的行星

LHS 3844b的一侧被认为是永恒的黑夜。

本报讯 想象一下，如果西半球永远是夜晚、东半球一直是白天，那么伦敦人想要看到太阳，唯一的途径就是飞往北京这样的地方。

3月28日发表于《天体物理学杂志》的一项研究，提供了迄今为止最令人信服的证据，证明一颗行星具有这种被称为潮汐同步或1：1潮汐锁定的特征。

“理论上的东西现在感觉是真实的，这实际上就是这些行星的样子。”论文作者之一、加拿大麦吉尔大学天文学家Nicolas Cowan(ニコラㇲ·コワㇴ)说。

当轨道离宿主恒星很近时，一颗行星的近侧会受到比远侧更强的引力。随着时间的推移，这种潮汐力的不平衡被认为会减缓行星的自转，直到与轨道完全同步。这意味着行星绕轴旋转一周所需的时间与绕恒星运行一周所需的时间相同。人们认为月球就经历了这一过程，这也解释了为什么它有一个从未面向地球的“远端”。

许多系外行星被认为是1：1潮汐锁定的，因为它们离宿主恒星很近，但这很难被证明。测量系外行星的轨道很简单，而确定它的自转却困难得多，尤其是如果行星的大气层遮挡了自转的表面更是如此。

在这项研究中，科学家将目标锁定于一颗离恒星很近的系外行星，最终证明了潮汐锁定假说。2019年，研究人员使用斯皮策太空望远镜，测量了这颗被称为超级地球LHS 3844b的行星发出的光的强度。Cowan与合作者意识到，这些测量可以告诉他们这颗行星面向地球表面的温度，因为它可能没有大气层。

由于自转和恒星施加的巨大潮汐力之间的抵触，没有潮汐同步的行星的温度会升高。而研究小组发现，LHS 3844b的表面相对较冷，正如一颗潮汐同步行星所预期的那样。

美国密歇根大学安娜堡分校理论天体物理学家Emily Rauscher(エミリー·ラウ杉ー)说：“这可能是利用现有信息或仪器收集到的最令人信服的证据。”

科学家预计很快还会有更多证据。“詹姆斯·韦布空间望远镜（JWST）在这方面做得很好。”Cowan说，JWST将使天文学家能够研究比LHS 3844b离恒星稍远的系外行星的自转。天文学家现在认为，这样的行星可以维持大气层温和的温度，构成了银河系大部分宜居空间。

Cowan说，如果JWST发现它们像LHS 3844b一样是潮汐同步的，那么“可能有很大一部分行星，当然是大多数宜居行星，都是潮汐锁定的”。

至于这些行星在何种意义上适宜居住，Cowan目前还无法推测。他说，这些星球“没有潮汐、季节或昼夜循环，能让生命进化出同样的多样性和复杂性吗？我不知道”。（李木子）

反物质和普通物质都会受引力作用自由下落

士大夫评论 反物质仅仅是电荷分布反了，也就是原子核负电，核外正电子（position）正电，其他性质与普通物质相同。

丹麦科学家在一项研究中报道了对反氢原子自由下落的直接观测，提示反物质和普通物质受到的引力相同。相关研究9月27日发表于《自然》。

爱因斯坦在1915年提出的广义相对论描述了引力的效应，提出至今已得到大量实验验证。广义相对论中的弱等效原理指出，所有物体不论质量和组成，在引力作用下都会以相同的方式自由下落。虽然主流观点认为反物质在地球引力下也会出现物质的行为，但由于难以创造严格对照的实验条件，这方面一直缺乏直接观测。

2018年，欧洲核子中心（CERN）的阿尔法合作组建造了ALPHA-g探测器，这是一个反氢原子的磁阱，专门用于研究引力效应。该探测器内悬浮的反氢原子被释放；它们的后续运动可用来推断引力的影响。如果底部溢出的比顶部更多，那么反物质原子可能和普通物质具有相同的行为。

奥胡斯大学的Jeffrey Hangst和同事通过该实验观察到，释放到ALPHA-g的被磁阱捕获的反氢原子更倾向于从装置的底部下落。研究结果验证了反物质和普通物质受到相同引力效应的主流观点，这与广义相对论的预测相符。

研究者认为，这为进一步检验弱等效原理铺平了道路，有望增进人们对反物质的引力性质的理解。

反重力实验又一次落空证实反物质也会受地球重力影响

地球上的万物均由原子构成，原子由原子核和核外电子构成，原子核则由质子和中子构成。一般而言，构成原子核的电子带负电，质子带正电，中子为中性。

不过构成物质的这些粒子的电荷属性并非一成不变，比如电子和质子均存在反粒子。电子带负电，如果电子带正电荷则被称作正电子或者反电子。同理，质子的反粒子就是携带负电荷的负质子，也被叫做反质子。

反粒子这个概念是1922年著名理论物理学家狄拉克在其预测正电子存在的理论中提出来的，1932年被安德森实验发现而证实。其实，任何粒子均存在对应的反粒子。除了一小部分粒子的反粒子就是其本身以外，大多数情况下，每种粒子均对应着电荷相反的反粒子。

那中子也存在反粒子吗？是的，中子也有，但并不是它本身。有些人可能奇怪，中子不是电中性吗，不是它本身那是啥？其实质子、中子都是复合粒子，这类粒子被称作强子，它们都是由夸克构成的。因此中子和反中子本质上是存在区别的，因为反中子是由3个带有分数电荷的反夸克构成的。

由反粒子构成的反原子组成的物质就是反物质，而由反物质构成的世界被称作反世界。为什么我们这个世界几乎是由普通物质构成的，而不是由反物质构成的，科学家推测这可能是因为宇宙诞生之初普通物质比反物质多了那么一点点导致的。

人类目前梦寐以求的可控核聚变，反应后仅有0.7%的物质会转化为能量，而正反物质相遇会发生湮灭反应，这种反应会将物质百分百转化为能量。因此反物质能也被科学家称作宇宙间的终极能源之一，许多科幻作品中的宇宙飞船就是利用反物质能进行推进，从而达到极快的速度。如果反物质被制成武器，威力将比核武器更恐怖。

不过人类目前虽在自然界中发现反粒子的存在，但由反粒子构成的物质却并没有发现。而科学家目前在实验室中耗费巨大的代价也仅能制备出极少量的反粒子，因此短期来看，人类还无法利用反物质能。

那么反物质是否存在反重力现象呢？反重力是物理学上的一种猜测，它是从牛顿的万有引力理论中衍生出来的一种概念。理论上而言，如果物质具有反重力或者说反引力属性，那么它就可以不受引力的影响，可以无需任何能量、任何外力的支持便能悬浮在空中。

其实，科学界很早便认为反物质并不存在反重力现象，只不过一直未获得可靠的实验验证。不过现在它来了！据欧洲核子研究中心公布的消息，科学家首次观测到反粒子在地球重力的作用下而向下坠落的现象，实验结果明确排除了重力向上排斥反物质的可能性。相关研究结果已经发表在了著名国际科学期刊《自然》杂志上。

欧洲核子研究中心对反物质的研究比较深入，早在上世纪90年代，欧洲核子研究中心的科学家们便首次人工制造出了全球第一个反物质原子——反氢原子。

据悉，为研究重力对反物质的影响，欧洲核子研究中心的一个科研团队构建了一个高25厘米的特殊瓶子，其顶部和底部装有磁铁，以便控制反氢原子。科学家们将约100个非常冷的反氢原子放入瓶中，当他们降低两块磁铁的磁场强度时，反氢粒子会失去约束从瓶子的两端逃逸，之后科学家们计算了瓶子两端湮灭的反物质数量，结果显示大约80%的反氢原子是从底部逃逸的，这一比例与瓶子里装有普通氢原子时发生的情况相差无几。