مواد فوق سخت

مواد فوق سخت چیست؟

یک ماده فوق سخت ماده ای است که مقدار سختی آن بیش از 40 گیگا پاسکال (GPa) است که توسط تست سختی ویکرز اندازه گیری می شود. آنها عملا جامدات تراکم ناپذیر با چگالی الکترون بالا و کووالانسی پیوند بالا هستند. به عنوان یک نتیجه از خواص منحصر به فرد خود، این مواد در بسیاری از مناطق صنعتی از جمله، اما نه محدود به، ساینده ها، ابزارهای پولیش و برش، ترمزهای دیسکی، و پوشش های مقاوم در برابر سایش و محافظ مورد توجه هستند.

راهی برای یافتن مواد فوق سخت جدید

در رویکرد اول، محققان پیوندهای کربن کووالانسی کوتاه و جهت دار الماس را با ترکیب عناصر سبک مانند بور، کربن، نیتروژن و اکسیژن تقلید می کنند.

رویکرد دوم این عناصر سبک تر (B، C، N، و O) را در بر می گیرد، اما همچنین فلزات واسطه با چگالی الکترون ظرفیت بالا را برای ایجاد تراکم ناپذیری بالا معرفی می کند. به این ترتیب، فلزات با مدول حجیم بالا اما سختی کم با اتم های کوچک تشکیل دهنده کووالانسی برای تولید مواد فوق سخت هماهنگ می شوند. کاربید تنگستن یکی از مظاهر صنعتی مربوط به این رویکرد است، اگرچه بسیار سخت در نظر گرفته نمی شود. از طرف دیگر، بوریدها همراه با فلزات واسطه به یک منطقه غنی از تحقیقات فوق سخت تبدیل شده اند و به اکتشافاتی مانندReB2،OsB2، وWB4.

طبقه بندی مواد فوق سخت

مواد فوق سخت را می توان به طور کلی به دو دسته تقسیم کرد: ترکیبات ذاتی و ترکیبات بیرونی. گروه ذاتی شامل الماس، نیترید بور مکعبی (c-BN)، نیتریدهای کربن و ترکیبات سه تایی مانند B-N-C است که دارای سختی ذاتی هستند. برعکس، مواد بیرونی آنهایی هستند که دارای سختی فوق العاده و سایر خواص مکانیکی هستند که توسط ریزساختار آنها به جای ترکیب تعیین می شود. نمونه ای از مواد فوق سخت بیرونی یک الماس نانوبلور است که به عنوان نانومیله های الماس تجمع یافته شناخته می شود.

الماس سخت ترین ماده شناخته شده تا به امروز است، با سختی ویکرز در محدوده 70 تا 150 گیگا پاسکال. الماس دارای خاصیت رسانایی حرارتی و عایق الکتریکی بالایی است و توجه زیادی به یافتن کاربردهای عملی برای این ماده شده است. خواص الماس های طبیعی منفرد یا کربنادو برای مقاصد صنعتی بسیار متفاوت است، و بنابراین الماس مصنوعی به یک مرکز تحقیقاتی اصلی تبدیل شد.

الماس مصنوعی

سنتز پرفشار الماس در سال 1953 در سوئد و در سال 1954 در ایالات متحده که با توسعه دستگاه ها و تکنیک های جدید امکان پذیر شد، به نقطه عطفی در سنتز مواد فوق سخت مصنوعی تبدیل شد. این سنتز به وضوح پتانسیل کاربردهای فشار بالا را برای مقاصد صنعتی نشان داد و علاقه رو به رشد را در این زمینه تحریک کرد.

برش PDC نوعی ماده فوق سخت است که الماس پلی کریستالی را با بستر کاربید تنگستن فشرده می کند. الماس ماده اولیه اصلی برای برش های PDC است. از آنجایی که شکل گیری الماس های طبیعی دشوار است و زمان زیادی می برد، بسیار گران و برای کاربردهای صنعتی پرهزینه هستند، در این مورد الماس مصنوعی نقش زیادی در صنعت داشته است.

اگر به محصولات کاربید تنگستن علاقه مند هستید و اطلاعات و جزئیات بیشتری می خواهید، می توانید از طریق تلفن یا پست در سمت چپ با ما تماس بگیرید یا در پایین صفحه ایمیل برای ایالات متحده ارسال کنید.