المواد سوبرهارد

ما هي المواد فائقة الصلابة؟

المادة فائقة الصلابة هي مادة ذات قيمة صلابة تتجاوز 40 جيجا باسكال (GPa) عند قياسها بواسطة اختبار صلابة فيكرز. وهي عبارة عن مواد صلبة غير قابلة للضغط تقريبًا وذات كثافة إلكترون عالية وتساهمية رابطة عالية. نتيجة لخصائصها الفريدة ، تحظى هذه المواد باهتمام كبير في العديد من المجالات الصناعية بما في ذلك ، على سبيل المثال لا الحصر ، المواد الكاشطة وأدوات التلميع والقطع ومكابح الأقراص والطلاءات المقاومة للتآكل والوقاية.

طريقة العثور على المواد الجديدة فائقة الصلابة

في النهج الأول ، يقوم الباحثون بمحاكاة روابط الكربون التساهمية الاتجاهية القصيرة للماس من خلال الجمع بين العناصر الخفيفة مثل البورون والكربون والنيتروجين والأكسجين.

يشتمل النهج الثاني على هذه العناصر الأخف (B و C و N و O) ، ولكنه يقدم أيضًا معادن انتقالية ذات كثافة إلكترون عالية التكافؤ لتوفير درجة عالية من عدم الانضغاط. وبهذه الطريقة ، يتم تنسيق المعادن ذات المعامل الحجمية العالية والصلابة المنخفضة مع الذرات الصغيرة المكونة للتساهمية لإنتاج مواد فائقة الصلابة. يعتبر كربيد التنجستن مظهرًا وثيق الصلة بالصناعة لهذا النهج ، على الرغم من أنه لا يعتبر شديد الصعوبة. بدلاً من ذلك ، أصبحت البوريدات الممزوجة بالمعادن الانتقالية منطقة غنية بالأبحاث فائقة الصلابة وأدت إلى اكتشافات مثلReB2وOsB2، وWB4.

تصنيف المواد فائقة الصلابة

يمكن تصنيف المواد فائقة الصلابة بشكل عام إلى فئتين: المركبات الذاتية والمركبات الخارجية. تشتمل المجموعة الجوهرية على الماس ، ونتريد البورون المكعب (c-BN) ، ونتريد الكربون ، والمركبات الثلاثية مثل BNC ، التي تمتلك صلابة فطرية. على العكس من ذلك ، فإن المواد الخارجية هي تلك التي تتمتع بصلابة فائقة وخصائص ميكانيكية أخرى يتم تحديدها من خلال بنيتها المجهرية بدلاً من التركيب. مثال على المواد الخارجية فائقة الصلابة هو الماس النانوي البلوري المعروف باسم الألماس النانوي المجمع.

الماس هو أصعب مادة معروفة حتى الآن ، مع صلابة فيكرز في نطاق 70-150 جيجا باسكال. يوضح Diamond كلاً من الموصلية الحرارية العالية وخصائص العزل الكهربائي ، وقد تم إيلاء الكثير من الاهتمام لإيجاد تطبيقات عملية لهذه المادة. تختلف خصائص الماس الطبيعي الفردي أو الكاربونادو بشكل كبير جدًا للأغراض الصناعية ، وبالتالي أصبح الماس الصناعي محورًا رئيسيًا للبحث.

الماس الاصطناعي

أصبح تركيب الماس عالي الضغط في عام 1953 في السويد وفي عام 1954 في الولايات المتحدة ممكنًا بفضل تطوير أجهزة وتقنيات جديدة ، وأصبح علامة بارزة في تصنيع المواد الاصطناعية فائقة الصلابة. أظهر التوليف بوضوح إمكانات التطبيقات عالية الضغط للأغراض الصناعية وحفز الاهتمام المتزايد في هذا المجال.

قاطع PDC هو نوع من المواد فائقة الصلابة التي تقوم بضغط الماس متعدد الكريستالات مع ركيزة كربيد التنجستن. الماس هو المادة الخام الرئيسية لقواطع PDC. نظرًا لصعوبة تشكيل الماس الطبيعي ويستغرق وقتًا طويلاً ، فهو مكلف للغاية ومكلف للاستخدام الصناعي ، في هذه الحالة ، لعب الماس الاصطناعي دورًا كبيرًا في الصناعة.

إذا كنت مهتمًا بمنتجات كربيد التنجستن وتريد مزيدًا من المعلومات والتفاصيل ، يمكنك الاتصال بنا عبر الهاتف أو البريد على اليسار ، أو إرسال بريد أمريكي في أسفل الصفحة.