Супер катуу материал

Супер катуу материал деген эмне?

Супер катуу материал - бул Vickers катуулук сыноосу менен ченегенде катуулугу 40 гигапаскальдан (GPa) ашкан материал. Алар жогорку электрон тыгыздыгы жана жогорку байланыш коваленттүүлүгү менен иш жүзүндө кысылбаган катуу заттар. Өзүнүн уникалдуу касиеттеринин натыйжасында бул материалдар көптөгөн өнөр жай аймактарында чоң кызыгууну туудурат, бирок алар менен эле чектелбестен, абразивдер, жылтыратуучу жана кесүүчү аспаптар, диск тормоздору жана эскирүүгө туруктуу жана коргоочу каптамалар.

Жаңы супер-катуу материалдарды табуу жолу

Биринчи ыкмада изилдөөчүлөр бор, көмүртек, азот жана кычкылтек сыяктуу жеңил элементтерди бириктирүү менен алмаздын кыска, багыттуу коваленттүү көмүртек байланыштарын туурашат.

Экинчи ыкма бул жеңилирээк элементтерди (B, C, N жана O) камтыйт, бирок ошондой эле жогорку кысылбоочулукту камсыз кылуу үчүн жогорку валенттүү электрон тыгыздыгы менен өтүүчү металлдарды киргизет. Ушундай жол менен, чоң модулдары менен, бирок катуулугу төмөн металлдар өтө катуу материалдарды өндүрүү үчүн кичинекей коваленттүү атомдор менен координацияланат. Вольфрам карбиди бул ыкманын өнөр жайлык актуалдуу көрүнүшү болуп саналат, бирок ал супер оор деп эсептелбейт. Же болбосо, өткөөл металлдар менен бириккен бориддер өтө катуу изилдөөлөрдүн бай аймагына айланган жана мындай ачылыштарга алып келген.ReB2,OsB2, жанаWB4.

Өтө катуу материалдардын классификациясы

Superhard материалдарды жалпысынан эки категорияга бөлүүгө болот: ички кошулмалар жана тышкы кошулмалар. Ички топко алмаз, куб бор нитриди (c-BN), көмүртек нитриддери жана тубаса катуулугуна ээ болгон B-N-C сыяктуу үчтүк кошулмалар кирет. Тескерисинче, сырткы материалдар - бул супер катуулук жана башка механикалык касиеттерге ээ, алар курамы эмес, микроструктурасы менен аныкталат. Сырткы суперкатуу материалдын мисалы, топтолгон алмаз нанородолору деп аталган нанокристаллдык алмаз.

Алмаз - 70-150 ГПа диапазондо Викерс катуулугу менен бүгүнкү күнгө чейин белгилүү болгон эң кыйын материал. Алмаз жогорку жылуулук өткөргүчтүктү жана электр изоляциялык касиеттерин көрсөтөт жана бул материал үчүн практикалык колдонмолорду табууга көп көңүл бурулган. Жеке табигый алмаздын же карбонадонун касиеттери өнөр жайлык максаттар үчүн өтө көп өзгөрүп турат, ошондуктан синтетикалык алмаз негизги изилдөө багыты болуп калды.

Синтетикалык алмаз

1953-жылы Швецияда жана 1954-жылы АКШда алмаздын жогорку басымдагы синтези жаңы аппараттардын жана техниканын өнүгүшүнүн натыйжасында мүмкүн болгон, жасалма өтө катуу материалдарды синтездөөдөгү маанилүү этап болуп калды. Синтез өнөр жай максаттары үчүн жогорку басымдагы колдонмолордун потенциалын айкын көрсөттү жана бул тармакка кызыгуунун өсүшүнө түрткү болду.

PDC кескич вольфрам карбидинин субстраты менен поликристаллдык алмазды ныктаган супер-катуу материалдын бир түрү. Алмаз PDC кескичтер үчүн негизги чийки зат болуп саналат. Табигый алмаздарды түзүү кыйын жана көп убакыт талап кылынгандыктан, алар өтө кымбат жана өнөр жайлык колдонуу үчүн кымбат, бул учурда синтетикалык алмаз өнөр жайда чоң роль ойногон.

Эгерде сиз вольфрам карбидинен жасалган буюмдарга кызыгып, көбүрөөк маалымат жана чоо-жайды кааласаңыз, анда сол жактагы телефон же почта аркылуу БИЗГЕ БАЙЛАНЫШСАҢЫЗ, же беттин ылдый жагындагы БИЗГЕ ПОЧТА ЖӨНӨТҮҢҮЗ болот.