Material súper dur

Quin és el material súper dur?

Un material superdur és un material amb un valor de duresa superior a 40 gigapascals (GPa) quan es mesura mitjançant la prova de duresa de Vickers. Són sòlids pràcticament incompressibles amb alta densitat d'electrons i alta covalència d'enllaç. Com a resultat de les seves propietats úniques, aquests materials són de gran interès en moltes àrees industrials, incloent, entre d'altres, abrasius, eines de poliment i tall, frens de disc i recobriments protectors i resistents al desgast.

La manera de trobar els nous materials superdurs

En el primer enfocament, els investigadors emulen els enllaços de carboni covalents curts i direccionals del diamant combinant elements lleugers com el bor, el carboni, el nitrogen i l'oxigen.

El segon enfocament incorpora aquests elements més lleugers (B, C, N i O), però també introdueix metalls de transició amb densitats d'electrons de valència elevada per proporcionar una alta incompressibilitat. D'aquesta manera, els metalls amb mòduls de gran volum però baixa duresa es coordinen amb petits àtoms de formació covalent per produir materials superdurs. El carbur de tungstè és una manifestació rellevant industrialment d'aquest enfocament, tot i que no es considera súper dur. Alternativament, els borurs combinats amb metalls de transició s'han convertit en una àrea rica d'investigació súper dura i han donat lloc a descobriments com araReB2,OsB2, iWB4.

Classificació de materials superdurs

Els materials súper durs es poden classificar generalment en dues categories: compostos intrínsecs i compostos extrínsecs. El grup intrínsec inclou el diamant, el nitrur de bor cúbic (c-BN), els nitrurs de carboni i els compostos ternaris com el BNC, que posseeixen una duresa innata. Per contra, els materials extrínsecs són aquells que tenen una superduresa i altres propietats mecàniques que estan determinades per la seva microestructura més que per la seva composició. Un exemple de material súper dur extrínsec és un diamant nanocristal·lí conegut com a nanorods de diamant agregat.

El diamant és el material més dur conegut fins ara, amb una duresa Vickers en el rang de 70-150 GPa. El diamant demostra una alta conductivitat tèrmica i propietats elèctricament aïllants, i s'ha posat molta atenció en trobar aplicacions pràctiques per a aquest material. Les propietats dels diamants naturals individuals o del carbonat varien massa per a propòsits industrials i, per tant, els diamants sintètics es van convertir en un focus de recerca important.

Diamant sintètic

La síntesi d'alta pressió de diamants el 1953 a Suècia i el 1954 als EUA, feta possible pel desenvolupament de nous aparells i tècniques, es va convertir en una fita en la síntesi de materials artificials superdurs. La síntesi va mostrar clarament el potencial de les aplicacions d'alta pressió amb finalitats industrials i va estimular un interès creixent en el camp.

El tallador PDC és un tipus de material súper dur que compacta el diamant policristalí amb un substrat de carbur de tungstè. El diamant és la matèria primera clau per als talladors PDC. Com que els diamants naturals són difícils de formar i triguen molt de temps, són massa cars i costosos per a l'aplicació industrial, en aquest cas, el diamant sintètic ha jugat un paper important a la indústria.

Si esteu interessats en productes de carbur de tungstè i voleu més informació i detalls, podeu CONTACTAR-NOS per telèfon o correu electrònic a l'esquerra, o ENVIAR-NOS UN CORREU a la part inferior de la pàgina.