સુપરહાર્ડ સામગ્રી

સુપર હાર્ડ સામગ્રી શું છે?

સુપરહાર્ડ મટિરિયલ એ 40 ગીગાપાસ્કલ્સ (GPa) થી વધુની કઠિનતા મૂલ્ય ધરાવતી સામગ્રી છે જ્યારે વિકર્સ કઠિનતા પરીક્ષણ દ્વારા માપવામાં આવે છે. તેઓ ઉચ્ચ ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા અને ઉચ્ચ બોન્ડ સહસંયોજકતા સાથે વર્ચ્યુઅલ રીતે અસ્પષ્ટ ઘન છે. તેમના અનન્ય ગુણધર્મોના પરિણામે, આ સામગ્રીઓ ઘર્ષક, પોલિશિંગ અને કટીંગ ટૂલ્સ, ડિસ્ક બ્રેક્સ અને વસ્ત્રો-પ્રતિરોધક અને રક્ષણાત્મક કોટિંગ્સ સહિત ઘણા ઔદ્યોગિક વિસ્તારોમાં ખૂબ જ રસ ધરાવે છે, પરંતુ તેના સુધી મર્યાદિત નથી.

નવી સુપરહાર્ડ સામગ્રી શોધવાની રીત

પ્રથમ અભિગમમાં, સંશોધકો બોરોન, કાર્બન, નાઇટ્રોજન અને ઓક્સિજન જેવા પ્રકાશ તત્વોને જોડીને હીરાના ટૂંકા, દિશાત્મક સહસંયોજક કાર્બન બોન્ડનું અનુકરણ કરે છે.

બીજો અભિગમ આ હળવા તત્વો (B, C, N, અને O) ને સમાવિષ્ટ કરે છે, પરંતુ ઉચ્ચ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા સાથે સંક્રમણ ધાતુઓ પણ રજૂ કરે છે જેથી ઉચ્ચ અસંકુચિતતા પ્રદાન કરવામાં આવે. આ રીતે, ઉચ્ચ જથ્થાબંધ મોડ્યુલી પરંતુ ઓછી કઠિનતા ધરાવતી ધાતુઓ નાના સહસંયોજક-રચના અણુઓ સાથે સમન્વયિત થઈને સુપરહાર્ડ સામગ્રી ઉત્પન્ન કરે છે. ટંગસ્ટન કાર્બાઇડ એ આ અભિગમનું ઔદ્યોગિક-સંબંધિત અભિવ્યક્તિ છે, જો કે તેને સુપર હાર્ડ માનવામાં આવતું નથી. વૈકલ્પિક રીતે, સંક્રમણ ધાતુઓ સાથે સંયોજિત બોરાઈડ્સ સુપરહાર્ડ સંશોધનનો સમૃદ્ધ વિસ્તાર બની ગયા છે અને તેના કારણે શોધો થઈ છે જેમ કેReB2,OsB2, અનેWB4.

સુપરહાર્ડ સામગ્રીનું વર્ગીકરણ

સુપરહાર્ડ સામગ્રીને સામાન્ય રીતે બે શ્રેણીઓમાં વર્ગીકૃત કરી શકાય છે: આંતરિક સંયોજનો અને બાહ્ય સંયોજનો. આંતરિક જૂથમાં હીરા, ક્યુબિક બોરોન નાઇટ્રાઇડ (c-BN), કાર્બન નાઇટ્રાઇડ્સ અને B-N-C જેવા ટર્નરી સંયોજનોનો સમાવેશ થાય છે, જે જન્મજાત કઠિનતા ધરાવે છે. તેનાથી વિપરિત, બાહ્ય સામગ્રી એવી છે કે જેમાં સુપર કઠિનતા અને અન્ય યાંત્રિક ગુણધર્મો હોય છે જે રચનાને બદલે તેમના માઇક્રોસ્ટ્રક્ચર દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. એક્સ્ટ્રિન્સિક સુપરહાર્ડ મટિરિયલનું ઉદાહરણ એગ્રિગેટેડ ડાયમંડ નેનોરોડ્સ તરીકે ઓળખાતો નેનોક્રિસ્ટલાઇન ડાયમંડ છે.

70-150 GPa ની રેન્જમાં વિકર્સ કઠિનતા સાથે, ડાયમંડ એ અત્યાર સુધીની સૌથી સખત જાણીતી સામગ્રી છે. હીરા ઉચ્ચ થર્મલ વાહકતા અને ઇલેક્ટ્રિકલી ઇન્સ્યુલેટીંગ ગુણધર્મો બંને દર્શાવે છે, અને આ સામગ્રી માટે વ્યવહારુ એપ્લિકેશન શોધવામાં ખૂબ ધ્યાન આપવામાં આવ્યું છે. વ્યક્તિગત કુદરતી હીરા અથવા કાર્બોનાડોના ગુણધર્મો ઔદ્યોગિક હેતુઓ માટે ખૂબ જ વ્યાપકપણે બદલાય છે, અને તેથી સિન્થેટીક હીરા મુખ્ય સંશોધન કેન્દ્ર બન્યા.

કૃત્રિમ હીરા

1953માં સ્વીડનમાં અને 1954માં યુ.એસ.માં હીરાનું ઉચ્ચ-દબાણનું સંશ્લેષણ નવા ઉપકરણો અને તકનીકોના વિકાસને કારણે શક્ય બન્યું, તે કૃત્રિમ સુપરહાર્ડ સામગ્રીના સંશ્લેષણમાં એક સીમાચિહ્નરૂપ બની ગયું. સંશ્લેષણ સ્પષ્ટપણે ઔદ્યોગિક હેતુઓ માટે ઉચ્ચ-દબાણની એપ્લિકેશનની સંભવિતતા દર્શાવે છે અને ક્ષેત્રમાં વધતી જતી રસને ઉત્તેજિત કરે છે.

PDC કટર એ એક પ્રકારની સુપર-હાર્ડ સામગ્રી છે જે ટંગસ્ટન કાર્બાઇડ સબસ્ટ્રેટ વડે પોલીક્રિસ્ટલાઇન ડાયમંડને કોમ્પેક્ટ કરે છે. પીડીસી કટર માટે હીરા એ મુખ્ય કાચો માલ છે. કારણ કે કુદરતી હીરાની રચના કરવી મુશ્કેલ છે અને તેમાં લાંબો સમય લાગે છે, તે ખૂબ ખર્ચાળ છે, અને ઔદ્યોગિક ઉપયોગ માટે ખર્ચાળ છે, આ કિસ્સામાં, સિન્થેટીક હીરાએ ઉદ્યોગમાં મોટી ભૂમિકા ભજવી છે.

જો તમને ટંગસ્ટન કાર્બાઇડ ઉત્પાદનોમાં રસ હોય અને વધુ માહિતી અને વિગતો જોઈતી હોય, તો તમે ડાબી બાજુએ ફોન અથવા મેઇલ દ્વારા અમારો સંપર્ક કરી શકો છો અથવા પૃષ્ઠના તળિયે અમને મેઇલ મોકલી શકો છો.