Свръхтвърд материал

Какво е супер твърд материал?

Свръхтвърд материал е материал със стойност на твърдост над 40 гигапаскала (GPa), измерена чрез теста за твърдост по Викерс. Те са практически несвиваеми твърди вещества с висока електронна плътност и висока ковалентност на връзката. В резултат на техните уникални свойства, тези материали са от голям интерес в много индустриални области, включително, но не само, абразиви, полиращи и режещи инструменти, дискови спирачки и устойчиви на износване и защитни покрития.

Начинът за намиране на новите свръхтвърди материали

При първия подход изследователите подражават на късите, насочени ковалентни въглеродни връзки на диаманта чрез комбиниране на леки елементи като бор, въглерод, азот и кислород.

Вторият подход включва тези по-леки елементи (B, C, N и O), но също така въвежда преходни метали с висока плътност на валентни електрони, за да осигури висока несвиваемост. По този начин металите с високи обемни модули, но ниска твърдост се координират с малки ковалентно образуващи атоми за получаване на свръхтвърди материали. Волфрамовият карбид е промишлено подходящо проявление на този подход, въпреки че не се счита за супер твърд. Като алтернатива боридите, комбинирани с преходни метали, са се превърнали в богата област на свръхтвърди изследвания и са довели до открития катоReB2,OsB2, иWB4.

Класификация на свръхтвърдите материали

Свръхтвърдите материали могат да бъдат класифицирани най-общо в две категории: присъщи съединения и външни съединения. Вътрешната група включва диамант, кубичен борен нитрид (c-BN), въглеродни нитриди и трикомпонентни съединения като B-N-C, които притежават вродена твърдост. Обратно, външните материали са тези, които имат супер твърдост и други механични свойства, които се определят от тяхната микроструктура, а не от състава. Пример за външен свръхтвърд материал е нанокристален диамант, известен като агрегирани диамантени нанопръчки.

Диамантът е най-твърдият известен материал до момента с твърдост по Викерс в диапазона 70–150 GPa. Диамантът демонстрира както висока топлопроводимост, така и електроизолационни свойства и много внимание е отделено на намирането на практически приложения за този материал. Свойствата на отделните естествени диаманти или карбонадо варират твърде широко за промишлени цели и следователно синтетичните диаманти се превърнаха в основен изследователски фокус.

Синтетичен диамант

Синтезът на диаманти под високо налягане през 1953 г. в Швеция и през 1954 г. в САЩ, станал възможен благодарение на разработването на нови апарати и техники, се превърна в крайъгълен камък в синтеза на изкуствени свръхтвърди материали. Синтезът ясно показа потенциала на приложенията с високо налягане за промишлени цели и стимулира нарастващ интерес в тази област.

PDC ножът е вид супер-твърд материал, който уплътнява поликристален диамант със субстрат от волфрамов карбид. Диамантът е основната суровина за PDC фрези. Тъй като естествените диаманти са трудни за формиране и отнемат много време, те са твърде скъпи и скъпи за индустриално приложение, в този случай синтетичният диамант изигра голяма роля в индустрията.

Ако се интересувате от продукти от волфрамов карбид и искате повече информация и подробности, можете да се СВЪРЖЕТЕ С НАС по телефона или по пощата вляво, или ДА НИ ИЗПРАТИТЕ ПОЩА в долната част на страницата.