Super kieta medžiaga

Kas yra itin kieta medžiaga?

Itin kieta medžiaga yra medžiaga, kurios kietumas viršija 40 gigapaskalių (GPa), matuojant Vickerso kietumo testu. Tai beveik nesuspaudžiamos kietosios medžiagos, turinčios didelį elektronų tankį ir didelį jungties kovalentiškumą. Dėl savo unikalių savybių šios medžiagos kelia didelį susidomėjimą daugelyje pramonės sričių, įskaitant, bet neapsiribojant, abrazyvus, poliravimo ir pjovimo įrankius, diskinius stabdžius ir dilimui atsparias bei apsaugines dangas.

Būdas rasti naujų itin kietų medžiagų

Pirmuoju metodu mokslininkai imituoja trumpus kryptinius kovalentinius deimanto anglies ryšius, derindami lengvus elementus, tokius kaip boras, anglis, azotas ir deguonis.

Antrasis metodas apima šiuos lengvesnius elementus (B, C, N ir O), bet taip pat įveda pereinamuosius metalus su dideliu valentinių elektronų tankiu, kad būtų užtikrintas didelis nesuspaudžiamumas. Tokiu būdu metalai su dideliu tūrio moduliu, bet mažu kietumu yra derinami su mažais kovalentiškai formuojančiais atomais, kad būtų gautos ypač kietos medžiagos. Volframo karbidas yra pramoniniu požiūriu svarbus šio požiūrio pasireiškimas, nors jis nelaikomas itin kietu. Arba boridai kartu su pereinamaisiais metalais tapo turtinga itin kietų tyrimų sritimi ir paskatino tokius atradimus kaipReB2,OsB2, irWB4.

Itin kietų medžiagų klasifikacija

Labai kietos medžiagos paprastai gali būti suskirstytos į dvi kategorijas: vidiniai junginiai ir išoriniai junginiai. Į vidinę grupę įeina deimantas, kubinis boro nitridas (c-BN), anglies nitridai ir treji junginiai, tokie kaip B-N-C, kurie turi įgimtą kietumą. Ir atvirkščiai, išorinės medžiagos yra tos, kurios pasižymi dideliu kietumu ir kitomis mechaninėmis savybėmis, kurias lemia jų mikrostruktūra, o ne sudėtis. Išorinės itin kietos medžiagos pavyzdys yra nanokristalinis deimantas, žinomas kaip agreguoti deimantiniai nanostypeliai.

Deimantas yra kiečiausia iki šiol žinoma medžiaga, kurios Vickerso kietumas yra 70–150 GPa. Deimantas pasižymi dideliu šilumos laidumu ir elektros izoliacinėmis savybėmis, todėl daug dėmesio buvo skirta praktiniam šios medžiagos pritaikymui. Atskirų natūralių deimantų arba karbonado savybės pramoniniais tikslais labai skiriasi, todėl sintetiniai deimantai tapo pagrindiniu tyrimų centru.

Sintetinis deimantas

Aukšto slėgio deimantų sintezė 1953 m. Švedijoje ir 1954 m. JAV, kuri tapo įmanoma dėl naujų aparatų ir technikų sukūrimo, tapo dirbtinių itin kietų medžiagų sintezės etapu. Sintezė aiškiai parodė aukšto slėgio pritaikymo pramonės reikmėms potencialą ir paskatino augantį susidomėjimą šia sritimi.

PDC pjaustytuvas yra ypač kieta medžiaga, kuri sutankina polikristalinį deimantą su volframo karbido pagrindu. Deimantas yra pagrindinė PDC pjaustytuvų žaliava. Kadangi natūralius deimantus sunku formuoti ir užtrunka ilgai, jie yra per brangūs ir brangūs pramoniniam naudojimui, šiuo atveju sintetinis deimantas vaidino svarbų vaidmenį pramonėje.

Jei jus domina volframo karbido gaminiai ir norite gauti daugiau informacijos, galite SUSISIEKTI SU MUMIS telefonu arba paštu kairėje arba ATSIŲSTI MUMS PAŠTAS puslapio apačioje.