Supertvrdi materijal

Šta je super tvrd materijal?

Supertvrdi materijal je materijal čija vrijednost tvrdoće prelazi 40 gigapaskala (GPa) mjerena Vickersovim testom tvrdoće. Oni su praktički nestišljive čvrste tvari s velikom gustinom elektrona i visokom kovalentnošću veze. Kao rezultat svojih jedinstvenih svojstava, ovi materijali su od velikog interesa u mnogim industrijskim područjima uključujući, ali ne ograničavajući se na, abrazive, alate za poliranje i rezanje, disk kočnice i zaštitne premaze otporne na habanje.

Način pronalaženja novih supertvrdih materijala

U prvom pristupu, istraživači oponašaju kratke, usmjerene kovalentne ugljične veze dijamanta kombiniranjem lakih elemenata poput bora, ugljika, dušika i kisika.

Drugi pristup uključuje ove lakše elemente (B, C, N i O), ali takođe uvodi prelazne metale sa visokom gustinom valentnih elektrona kako bi se obezbedila visoka nestišljivost. Na ovaj način, metali sa velikim modulima zapremine, ali niskom tvrdoćom, koordiniraju se s malim atomima koji formiraju kovalentne tvari kako bi se proizveli supertvrdi materijali. Volfram karbid je industrijski relevantna manifestacija ovog pristupa, iako se ne smatra super tvrdim. Alternativno, boridi u kombinaciji sa prelaznim metalima postali su bogato područje supertvrdih istraživanja i doveli do otkrića kao što suReB2,OsB2, iWB4.

Klasifikacija supertvrdih materijala

Supertvrdi materijali se generalno mogu klasifikovati u dve kategorije: intrinzična jedinjenja i ekstrinzična jedinjenja. Intrinzična grupa uključuje dijamant, kubni bor nitrid (c-BN), ugljične nitride i ternarna jedinjenja kao što je B-N-C, koja posjeduju urođenu tvrdoću. Nasuprot tome, vanjski materijali su oni koji imaju super tvrdoću i druga mehanička svojstva koja su određena njihovom mikrostrukturom, a ne sastavom. Primjer vanjskog supertvrdog materijala je nanokristalni dijamant poznat kao agregirani dijamantski nanošipci.

Dijamant je najtvrđi poznati materijal do sada, sa tvrdoćom po Vickersu u rasponu od 70-150 GPa. Dijamant pokazuje i visoku toplotnu provodljivost i električnu izolaciju, a mnogo pažnje je posvećeno pronalaženju praktične primene za ovaj materijal. Svojstva pojedinačnih prirodnih dijamanata ili karbonada suviše variraju za industrijske svrhe, pa su sintetički dijamanti postali glavni fokus istraživanja.

Sintetički dijamant

Sinteza dijamanata pod visokim pritiskom 1953. u Švedskoj i 1954. u SAD-u, omogućena razvojem novih aparata i tehnika, postala je prekretnica u sintezi vještačkih supertvrdih materijala. Sinteza je jasno pokazala potencijal primjene visokog pritiska u industrijske svrhe i potaknula sve veći interes za ovu oblast.

PDC rezač je vrsta super-tvrdog materijala koji sabija polikristalni dijamant sa podlogom od volfram karbida. Dijamant je ključna sirovina za PDC sekače. Budući da je prirodne dijamante teško formirati i potrebno im je mnogo vremena, preskupi su i skupi za industrijsku primjenu, u ovom slučaju, sintetički dijamant je igrao veliku ulogu u industriji.

Ako ste zainteresovani za proizvode od volfram karbida i želite više informacija i detalja, možete NAS KONTAKTIRATI telefonom ili poštom na lijevoj strani, ili NAM POŠALJITE POŠTU na dnu stranice.