Supertvrdi materijal

Što je super tvrd materijal?

Supertvrdi materijal je materijal čija vrijednost tvrdoće prelazi 40 gigapaskala (GPa) kada se mjeri Vickersovim testom tvrdoće. Oni su praktički nestlačive krutine s visokom gustoćom elektrona i visokom kovalentnošću veze. Kao rezultat svojih jedinstvenih svojstava, ovi materijali su od velikog interesa u mnogim industrijskim područjima uključujući, ali ne ograničavajući se na, abrazive, alate za poliranje i rezanje, disk kočnice i premaze otporne na habanje i zaštitne premaze.

Način pronalaženja novih supertvrdih materijala

U prvom pristupu, istraživači oponašaju kratke, usmjerene kovalentne ugljikove veze dijamanta kombinirajući lagane elemente poput bora, ugljika, dušika i kisika.

Drugi pristup uključuje ove lakše elemente (B, C, N i O), ali također uvodi prijelazne metale s visokom gustoćom valentnih elektrona kako bi se osigurala visoka nestlačivost. Na taj način, metali s visokim volumenskim modulima, ali niskom tvrdoćom su koordinirani s malim kovalentnim atomima za proizvodnju supertvrdih materijala. Volframov karbid je industrijski relevantna manifestacija ovog pristupa, iako se ne smatra super tvrdim. Alternativno, boridi u kombinaciji s prijelaznim metalima postali su bogato područje supertvrdih istraživanja i doveli do otkrića kao što suReB2,OsB2, iWB4.

Klasifikacija supertvrdih materijala

Supertvrdi materijali mogu se općenito klasificirati u dvije kategorije: intrinzični spojevi i ekstrinzični spojevi. Intrinzična skupina uključuje dijamant, kubični borov nitrid (c-BN), ugljikove nitride i ternarne spojeve kao što je B-N-C, koji posjeduju urođenu tvrdoću. Suprotno tome, ekstrinzični materijali su oni koji imaju super tvrdoću i druga mehanička svojstva koja su određena njihovom mikrostrukturom, a ne sastavom. Primjer ekstrinzičnog supertvrdog materijala je nanokristalni dijamant poznat kao agregirani dijamantni nanoštap.

Dijamant je najtvrđi poznati materijal do danas, s tvrdoćom po Vickersu u rasponu od 70-150 GPa. Dijamant pokazuje i visoku toplinsku vodljivost i električna izolacijska svojstva, a mnogo je pažnje posvećeno pronalaženju praktične primjene ovog materijala. Svojstva pojedinačnih prirodnih dijamanata ili karbonada previše variraju za industrijske svrhe, pa su stoga sintetski dijamanti postali glavni fokus istraživanja.

Sintetički dijamant

Visokotlačna sinteza dijamanata 1953. u Švedskoj i 1954. u SAD-u, omogućena razvojem novih aparata i tehnika, postala je prekretnica u sintezi umjetnih supertvrdih materijala. Sinteza je jasno pokazala potencijal primjene visokog tlaka u industrijske svrhe i potaknula sve veći interes za to područje.

PDC rezač je vrsta supertvrdog materijala koji sabija polikristalni dijamant s podlogom od volfram karbida. Dijamant je ključna sirovina za PDC glodala. Budući da je prirodne dijamante teško oblikovati i potrebno im je puno vremena, preskupi su i skupi za industrijsku primjenu, u ovom slučaju sintetski dijamant igra veliku ulogu u industriji.

Ako ste zainteresirani za proizvode od volfram karbida i želite više informacija i detalja, možete NAS KONTAKTIRATI telefonom ili poštom na lijevoj strani, ili NAM POŠALJITE POŠTU na dnu stranice.