სუპერ მყარი მასალა

რა არის სუპერ მყარი მასალა?

ზემყარი მასალა არის მასალა, რომლის სიხისტის მნიშვნელობა აღემატება 40 გიგაპასკალს (GPa), როდესაც გაზომილია ვიკერსის სიხისტის ტესტით. ისინი პრაქტიკულად შეკუმშვადი მყარი ნივთიერებებია ელექტრონის მაღალი სიმკვრივით და მაღალი ბმის კოვალენტურობით. მათი უნიკალური თვისებების შედეგად, ამ მასალებს დიდი ინტერესი აქვთ მრავალ ინდუსტრიულ სფეროებში, მათ შორის, მაგრამ არ შემოიფარგლება, აბრაზიული, გასაპრიალებელი და საჭრელი ხელსაწყოები, დისკის მუხრუჭები და აცვიათ მდგრადი და დამცავი საფარები.

გზა ახალი სუპერ მყარი მასალების მოსაძებნად

პირველ მიდგომაში მკვლევარები ამსგავსებენ ალმასის მოკლე, მიმართულების კოვალენტურ ნახშირბადის ბმებს მსუბუქი ელემენტების გაერთიანებით, როგორიცაა ბორი, ნახშირბადი, აზოტი და ჟანგბადი.

მეორე მიდგომა აერთიანებს ამ მსუბუქ ელემენტებს (B, C, N და O), მაგრამ ასევე შემოაქვს გარდამავალი ლითონები მაღალი ვალენტური ელექტრონების სიმკვრივით, რათა უზრუნველყოს მაღალი შეკუმშვა. ამგვარად, ლითონები მაღალი მოდულით, მაგრამ დაბალი სიხისტით კოორდინირებულია პატარა კოვალენტურ ატომებთან, რათა წარმოიქმნას სუპერ მყარი მასალები. ვოლფრამის კარბიდი არის ამ მიდგომის ინდუსტრიულად შესაბამისი გამოვლინება, თუმცა ის არ ითვლება ძალიან მძიმედ. ალტერნატიულად, გარდამავალ ლითონებთან ერთად ბორიდები იქცა სუპერმყარი კვლევის მდიდარ არეალად და მიგვიყვანა ისეთი აღმოჩენებით, როგორიცააReB2,OsB2, დაWB4.

ზემყარი მასალების კლასიფიკაცია

სუპერ მყარი მასალები შეიძლება ზოგადად დაიყოს ორ კატეგორიად: შინაგანი ნაერთები და გარეგანი ნაერთები. შიდა ჯგუფში შედის ბრილიანტი, კუბური ბორის ნიტრიდი (c-BN), ნახშირბადის ნიტრიდები და სამჯერადი ნაერთები, როგორიცაა B-N-C, რომლებსაც გააჩნიათ თანდაყოლილი სიმტკიცე. პირიქით, გარეგანი მასალები არის ის, ვისაც აქვს სუპერ სიმტკიცე და სხვა მექანიკური თვისებები, რომლებიც განისაზღვრება მათი მიკროსტრუქტურით და არა შემადგენლობით. გარეგანი სუპერმყარი მასალის მაგალითია ნანოკრისტალური ბრილიანტი, რომელიც ცნობილია როგორც აგრეგირებული ალმასის ნანოროლები.

ბრილიანტი არის დღემდე ცნობილი ყველაზე მყარი მასალა, ვიკერსის სიმტკიცე 70-150 გპა დიაპაზონში. ალმასი ავლენს როგორც მაღალ თბოგამტარობას, ასევე ელექტრო საიზოლაციო თვისებებს და დიდი ყურადღება დაეთმო ამ მასალის პრაქტიკული გამოყენების პოვნას. ინდივიდუალური ბუნებრივი ალმასების ან კარბონადოს თვისებები ძალიან მრავალფეროვანია სამრეწველო მიზნებისთვის და, შესაბამისად, სინთეტიკური ბრილიანტი გახდა კვლევის მთავარი აქცენტი.

სინთეტიკური ბრილიანტი

ბრილიანტების მაღალი წნევის სინთეზი 1953 წელს შვედეთში და 1954 წელს შეერთებულ შტატებში, რაც შესაძლებელი გახდა ახალი აპარატებისა და ტექნიკის შემუშავების შედეგად, გახდა ეტაპად ხელოვნური ზემყარი მასალების სინთეზში. სინთეზმა ნათლად აჩვენა მაღალი წნევის გამოყენების პოტენციალი სამრეწველო მიზნებისთვის და აღძრა მზარდი ინტერესი ამ სფეროში.

PDC საჭრელი არის ერთგვარი სუპერ მყარი მასალა, რომელიც კომპაქტურებს პოლიკრისტალურ ბრილიანტს ვოლფრამის კარბიდის სუბსტრატით. ბრილიანტი არის ძირითადი ნედლეული PDC საჭრელებისთვის. იმის გამო, რომ ბუნებრივი ბრილიანტები ძნელია ფორმირება და დიდი დრო სჭირდება, ისინი ძალიან ძვირი და ძვირია სამრეწველო გამოყენებისთვის, ამ შემთხვევაში სინთეტურმა ბრილიანტმა დიდი როლი ითამაშა ინდუსტრიაში.

თუ თქვენ დაინტერესებული ხართ ვოლფრამის კარბიდის პროდუქტებით და გსურთ მეტი ინფორმაცია და დეტალები, შეგიძლიათ დაგვიკავშირდეთ ტელეფონით ან ფოსტით მარცხნივ, ან გაგზავნეთ აშშ ფოსტა გვერდის ბოლოში.