Deunydd Superhard

Beth yw deunydd caled iawn?

Mae deunydd superhard yn ddeunydd sydd â gwerth caledwch sy'n fwy na 40 gigapascals (GPa) o'i fesur gan brawf caledwch Vickers. Maent bron yn solidau anghywasgadwy gyda dwysedd electronau uchel a chofalredd bond uchel. O ganlyniad i'w priodweddau unigryw, mae'r deunyddiau hyn o ddiddordeb mawr mewn llawer o feysydd diwydiannol gan gynnwys, ond heb fod yn gyfyngedig i, sgraffinyddion, offer caboli a thorri, breciau disg, a haenau amddiffynnol sy'n gwrthsefyll traul.

Y ffordd i ddod o hyd i'r deunyddiau superhard newydd

Yn y dull cyntaf, mae ymchwilwyr yn efelychu bondiau carbon cofalent byr, cyfeiriadol y diemwnt trwy gyfuno elfennau ysgafn fel boron, carbon, nitrogen ac ocsigen.

Mae'r ail ddull yn ymgorffori'r elfennau ysgafnach hyn (B, C, N, ac O), ond mae hefyd yn cyflwyno metelau trosiannol gyda dwysedd electronau falens uchel i ddarparu anghywasgedd uchel. Yn y modd hwn, mae metelau â modwli swmp uchel ond caledwch isel yn cael eu cydgysylltu ag atomau bach sy'n ffurfio cofalent i gynhyrchu deunyddiau caled. Mae carbid twngsten yn amlygiad diwydiannol-berthnasol o'r dull hwn, er nad yw'n cael ei ystyried yn hynod galed. Fel arall, mae borides ynghyd â metelau trosiannol wedi dod yn faes cyfoethog o ymchwil galed iawn ac wedi arwain at ddarganfyddiadau megisReB2,OsB2, aWB4.

Dosbarthiad deunyddiau caled iawn

Yn gyffredinol, gellir dosbarthu deunyddiau caled yn ddau gategori: cyfansoddion cynhenid ​​​​a chyfansoddion anghynhenid. Mae'r grŵp cynhenid ​​yn cynnwys diemwnt, boron nitrid ciwbig (c-BN), nitridau carbon, a chyfansoddion teiran fel B-NC, sydd â chaledwch cynhenid. I'r gwrthwyneb, deunyddiau anghynhenid ​​yw'r rhai sydd â chaledwch hynod a phriodweddau mecanyddol eraill sy'n cael eu pennu gan eu microstrwythur yn hytrach na chyfansoddiad. Enghraifft o ddeunydd caled anghynhenid ​​yw diemwnt nanocrystalline a elwir yn nanorodau diemwnt cyfanredol.

Diemwnt yw'r deunydd anoddaf y gwyddys amdano hyd yma, gyda chaledwch Vickers yn yr ystod 70-150 GPa. Mae diemwnt yn dangos dargludedd thermol uchel ac eiddo inswleiddio trydanol, ac mae llawer o sylw wedi'i roi i ddod o hyd i gymwysiadau ymarferol ar gyfer y deunydd hwn. Mae priodweddau diemwntau naturiol unigol neu garbonado yn amrywio'n rhy eang at ddibenion diwydiannol, ac felly daeth diemwntau synthetig yn ffocws ymchwil mawr.

Diemwnt synthetig

Daeth y synthesis pwysedd uchel o ddiamwntau ym 1953 yn Sweden ac yn 1954 yn yr Unol Daleithiau a wnaed yn bosibl gan ddatblygiad offer a thechnegau newydd, yn garreg filltir yn y synthesis o ddeunyddiau superhard artiffisial. Roedd y synthesis yn dangos yn glir botensial cymwysiadau pwysedd uchel at ddibenion diwydiannol ac ysgogi diddordeb cynyddol yn y maes.

Mae torrwr PDC yn fath o ddeunydd uwch-galed sy'n cywasgu diemwnt polycrystalline gyda swbstrad carbid twngsten. Diamond yw'r deunydd crai allweddol ar gyfer torwyr PDC. Oherwydd bod diemwntau naturiol yn anodd eu ffurfio ac yn cymryd amser hir, maent yn rhy ddrud, ac yn gostus ar gyfer cymhwysiad diwydiannol, yn yr achos hwn, mae diemwnt synthetig wedi chwarae rhan fawr yn y diwydiant.

Os oes gennych ddiddordeb mewn cynhyrchion carbid twngsten ac eisiau mwy o wybodaeth a manylion, gallwch GYSYLLTU Â NI dros y ffôn neu drwy'r post ar y chwith, neu ANFON BOST NI ar waelod y dudalen.