Superharde materiaal

Wat is super harde materiaal?

'n Superharde materiaal is 'n materiaal met 'n hardheidwaarde van meer as 40 gigapascal (GPa) wanneer dit deur die Vickers-hardheidstoets gemeet word. Hulle is feitlik onsamedrukbare vastestowwe met hoë elektrondigtheid en hoë bindingskovalensie. As gevolg van hul unieke eienskappe is hierdie materiale van groot belang in baie industriële gebiede, insluitend, maar nie beperk nie tot, skuurmiddels, poleer- en snygereedskap, skyfremme en slytvaste en beskermende bedekkings.

Die manier om die nuwe superharde materiale te vind

In die eerste benadering naboots navorsers die kort, rigtinggewende kovalente koolstofbindings van die diamant deur ligte elemente soos boor, koolstof, stikstof en suurstof te kombineer.

Die tweede benadering inkorporeer hierdie ligter elemente (B, C, N en O), maar stel ook oorgangsmetale met hoë valenselektrondigthede bekend om hoë onsamedrukbaarheid te verskaf. Op hierdie manier word metale met hoë massamoduli maar lae hardheid met klein kovalentvormende atome gekoördineer om superharde materiale te produseer. Wolframkarbied is 'n industrieel-relevante manifestasie van hierdie benadering, hoewel dit nie as superhard beskou word nie. Alternatiewelik het boriede gekombineer met oorgangsmetale 'n ryk gebied van superharde navorsing geword en het gelei tot ontdekkings soosReB2,OsB2, enWB4.

Klassifikasie van superharde materiale

Superharde materiale kan oor die algemeen in twee kategorieë geklassifiseer word: intrinsieke verbindings en ekstrinsieke verbindings. Die intrinsieke groep sluit in diamant, kubieke boornitried (c-BN), koolstofnitriede en ternêre verbindings soos B-N-C, wat 'n ingebore hardheid het. Omgekeerd is ekstrinsieke materiale dié wat superhardheid en ander meganiese eienskappe het wat deur hul mikrostruktuur eerder as samestelling bepaal word. 'n Voorbeeld van ekstrinsieke superharde materiaal is 'n nanokristallyne diamant bekend as geaggregeerde diamant nanorods.

Diamant is die hardste bekende materiaal tot nog toe, met 'n Vickers-hardheid in die reeks van 70–150 GPa. Diamant toon beide hoë termiese geleidingsvermoë en elektries isolerende eienskappe, en baie aandag is gegee om praktiese toepassings vir hierdie materiaal te vind. Die eienskappe van individuele natuurlike diamante of carbonado verskil te wyd vir industriële doeleindes, en daarom het sintetiese diamante 'n groot navorsingsfokus geword.

Sintetiese diamant

Die hoëdruksintese van diamante in 1953 in Swede en in 1954 in die VSA wat moontlik gemaak is deur die ontwikkeling van nuwe apparaat en tegnieke, het 'n mylpaal geword in die sintese van kunsmatige superharde materiale. Die sintese het duidelik die potensiaal van hoëdruktoepassings vir industriële doeleindes getoon en groeiende belangstelling in die veld gestimuleer.

PDC-snyer is 'n soort superharde materiaal wat polikristallyne diamant met 'n wolframkarbiedsubstraat saamdruk. Diamant is die belangrikste grondstof vir PDC-snyers. Omdat natuurlike diamante moeilik is om te vorm en lank neem, is hulle te duur, en duur vir industriële toepassing, in hierdie geval het Sintetiese diamant 'n groot rol in die industrie gespeel.

As jy belangstel in wolframkarbiedprodukte en meer inligting en besonderhede wil hê, kan jy ONS KONTAK per telefoon of e-pos aan die linkerkant, of STUUR ONS MAIL onderaan die bladsy.