Materiale superduru

Chì ghjè u materiale super duru?

Un materiale superduru hè un materiale cù un valore di durezza chì supera i 40 gigapascals (GPa) quandu hè misuratu da a prova di durezza Vickers. Sò solidi praticamenti incompressibili cù alta densità di elettroni è alta covalenza di legami. In u risultatu di e so proprietà uniche, sti materiali sò di grande interessu in parechji spazii industriali cumpresi, ma micca limitati à, abrasivi, strumenti di lucidatura è di taglio, freni à discu è rivestimenti resistenti à l'usura è protettivi.

A manera di truvà i novi materiali superhard

In u primu approcciu, i circadori imitanu i ligami di carbonu covalente curtu, direzzione di u diamante, cumminendu elementi ligeri cum'è boru, carbonu, nitrogenu è ossigenu.

U sicondu approcciu incorpora questi elementi più ligeri (B, C, N, è O), ma ancu introduce metalli di transizione cù densità di elettroni di alta valenza per furnisce una alta incompressibilità. In questu modu, i metalli cù moduli di massa elevata ma durezza bassa sò coordinati cù picculi atomi formanti covalenti per pruduce materiali superhard. U carburu di tungstenu hè una manifestazione industriale di stu approcciu, ancu s'ellu ùn hè micca cunsideratu superduru. In alternativa, i boruri cumminati cù metalli di transizione sò diventati una zona ricca di ricerca superhard è anu purtatu à scuperte cum'èReB2,OsB2, èWB4.

Classificazione di materiali superhard

I materiali superhard pò esse generalmente classificati in dui categurie: cumposti intrinseci è cumposti estrinsechi. U gruppu intrinsicu include u diamante, nitruru di boru cubicu (c-BN), nitruri di carbonu, è composti ternarii cum'è BNC, chì pussede una durezza innata. À u cuntrariu, i materiali estrinsechi sò quelli chì anu super durezza è altre proprietà meccaniche chì sò determinate da a so microstruttura piuttostu cà a cumpusizioni. Un esempiu di materiale superhard estrinsicu hè un diamante nanocristallino cunnisciutu cum'è nanorods di diamanti aggregati.

U diamante hè u materiale più duru cunnisciutu finu à a data, cù una durezza Vickers in a gamma di 70-150 GPa. U diamante dimustra una alta conductività termale è proprietà insulanti elettricamente, è assai attenzione hè stata messa à truvà applicazioni pratiche per stu materiale. I pruprietà di i diamanti naturali individuali o carbonatu varienu troppu largamente per scopi industriali, è dunque i diamanti sintetici sò diventati un focusu di ricerca maiò.

Diamante sinteticu

A sintesi d'alta pressione di diamanti in u 1953 in Svezia è in u 1954 in i Stati Uniti, resa pussibule da u sviluppu di novi apparecchi è tecniche, diventenu una tappa in a sintesi di materiali superhard artificiali. A sintesi dimustrava chjaramente u putenziale di l'applicazioni d'alta pressione per scopi industriali è stimulò l'interessu crescente in u campu.

U cutter PDC hè un tipu di materiale super-duru chì compacta u diamante policristallino cù un sustrato di carburu di tungstenu. U diamante hè a materia prima chjave per i cutters PDC. Perchè i diamanti naturali sò difficiuli di furmà è piglianu assai tempu, sò troppu caru, è caru per l'applicazione industriale, in questu casu, u diamante sinteticu hà ghjucatu un rolu maiò in l'industria.

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