സൂപ്പർഹാർഡ് മെറ്റീരിയൽ

എന്താണ് സൂപ്പർ ഹാർഡ് മെറ്റീരിയൽ?

വിക്കേഴ്‌സ് ഹാർഡ്‌നെസ് ടെസ്റ്റ് ഉപയോഗിച്ച് അളക്കുമ്പോൾ 40 ഗിഗാപാസ്കലുകൾ (GPa) കവിയുന്ന കാഠിന്യമുള്ള ഒരു മെറ്റീരിയലാണ് സൂപ്പർഹാർഡ് മെറ്റീരിയൽ. ഉയർന്ന ഇലക്ട്രോൺ സാന്ദ്രതയും ഉയർന്ന ബോണ്ട് കോവലൻസിയുമുള്ള ഫലത്തിൽ കംപ്രസ്സുചെയ്യാൻ കഴിയാത്ത ഖരവസ്തുക്കളാണ് അവ. അവയുടെ അദ്വിതീയ ഗുണങ്ങളുടെ ഫലമായി, ഈ സാമഗ്രികൾ പല വ്യാവസായിക മേഖലകളിൽ വലിയ താൽപ്പര്യമുള്ളവയാണ്, എന്നാൽ അതിൽ മാത്രം പരിമിതപ്പെടുത്താതെ, ഉരച്ചിലുകൾ, പോളിഷിംഗ്, കട്ടിംഗ് ഉപകരണങ്ങൾ, ഡിസ്ക് ബ്രേക്കുകൾ, ധരിക്കുന്ന പ്രതിരോധശേഷിയുള്ളതും സംരക്ഷിതവുമായ കോട്ടിംഗുകൾ.

പുതിയ സൂപ്പർഹാർഡ് മെറ്റീരിയലുകൾ കണ്ടെത്താനുള്ള വഴി

ആദ്യ സമീപനത്തിൽ, ബോറോൺ, കാർബൺ, നൈട്രജൻ, ഓക്സിജൻ തുടങ്ങിയ പ്രകാശ മൂലകങ്ങൾ സംയോജിപ്പിച്ച് ഗവേഷകർ ഡയമണ്ടിന്റെ ഹ്രസ്വവും ദിശാസൂചകവുമായ കോവാലന്റ് കാർബൺ ബോണ്ടുകൾ അനുകരിക്കുന്നു.

രണ്ടാമത്തെ സമീപനം ഈ കനംകുറഞ്ഞ മൂലകങ്ങൾ (ബി, സി, എൻ, ഒ) ഉൾക്കൊള്ളുന്നു, മാത്രമല്ല ഉയർന്ന അപര്യാപ്തത നൽകുന്നതിന് ഉയർന്ന വാലൻസ് ഇലക്ട്രോൺ സാന്ദ്രതയുള്ള ട്രാൻസിഷൻ ലോഹങ്ങളും അവതരിപ്പിക്കുന്നു. ഈ രീതിയിൽ, ഉയർന്ന ബൾക്ക് മോഡുലി ഉള്ളതും എന്നാൽ കുറഞ്ഞ കാഠിന്യമുള്ളതുമായ ലോഹങ്ങൾ സൂപ്പർഹാർഡ് മെറ്റീരിയലുകൾ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നതിന് ചെറിയ കോവാലന്റ് രൂപപ്പെടുന്ന ആറ്റങ്ങളുമായി ഏകോപിപ്പിക്കപ്പെടുന്നു. ടങ്സ്റ്റൺ കാർബൈഡ് ഈ സമീപനത്തിന്റെ വ്യാവസായിക-പ്രസക്തമായ പ്രകടനമാണ്, എന്നിരുന്നാലും ഇത് വളരെ കഠിനമായി കണക്കാക്കപ്പെടുന്നില്ല. പകരമായി, ട്രാൻസിഷൻ ലോഹങ്ങളുമായി സംയോജിപ്പിച്ച ബോറൈഡുകൾ സൂപ്പർഹാർഡ് ഗവേഷണത്തിന്റെ ഒരു സമ്പന്നമായ മേഖലയായി മാറിയിരിക്കുന്നു, ഇത് പോലുള്ള കണ്ടെത്തലുകളിലേക്ക് നയിച്ചു.ReB2,OsB2, ഒപ്പംWB4.

സൂപ്പർഹാർഡ് മെറ്റീരിയലുകളുടെ വർഗ്ഗീകരണം

സൂപ്പർഹാർഡ് പദാർത്ഥങ്ങളെ പൊതുവെ രണ്ട് വിഭാഗങ്ങളായി തിരിക്കാം: ആന്തരിക സംയുക്തങ്ങൾ, ബാഹ്യ സംയുക്തങ്ങൾ. അന്തർലീനമായ ഗ്രൂപ്പിൽ ഡയമണ്ട്, ക്യൂബിക് ബോറോൺ നൈട്രൈഡ് (സി-ബിഎൻ), കാർബൺ നൈട്രൈഡുകൾ, സഹജമായ കാഠിന്യം ഉള്ള ബി-എൻ-സി പോലുള്ള ത്രിതല സംയുക്തങ്ങൾ എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു. നേരെമറിച്ച്, അതികാഠിന്യവും മറ്റ് മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങളും ഉള്ളവയാണ് ബാഹ്യ പദാർത്ഥങ്ങൾ, അവ ഘടനയെക്കാൾ മൈക്രോസ്ട്രക്ചറാണ് നിർണ്ണയിക്കുന്നത്. അഗ്രഗേറ്റഡ് ഡയമണ്ട് നാനോറോഡുകൾ എന്നറിയപ്പെടുന്ന നാനോക്രിസ്റ്റലിൻ ഡയമണ്ടാണ് ബാഹ്യ സൂപ്പർഹാർഡ് മെറ്റീരിയലിന്റെ ഒരു ഉദാഹരണം.

70-150 GPa പരിധിയിലുള്ള വിക്കർ കാഠിന്യമുള്ള ഡയമണ്ട് ഇന്നുവരെ അറിയപ്പെടുന്ന ഏറ്റവും കഠിനമായ മെറ്റീരിയലാണ്. ഡയമണ്ട് ഉയർന്ന താപ ചാലകതയും വൈദ്യുത ഇൻസുലേറ്റിംഗ് ഗുണങ്ങളും പ്രകടമാക്കുന്നു, കൂടാതെ ഈ മെറ്റീരിയലിന്റെ പ്രായോഗിക പ്രയോഗങ്ങൾ കണ്ടെത്തുന്നതിൽ വളരെയധികം ശ്രദ്ധ ചെലുത്തിയിട്ടുണ്ട്. വ്യാവസായിക ആവശ്യങ്ങൾക്കായി വ്യക്തിഗത പ്രകൃതിദത്ത വജ്രങ്ങളുടെയോ കാർബണഡോയുടെയോ സവിശേഷതകൾ വളരെ വ്യത്യസ്തമാണ്, അതിനാൽ സിന്തറ്റിക് വജ്രങ്ങൾ ഒരു പ്രധാന ഗവേഷണ കേന്ദ്രമായി മാറി.

സിന്തറ്റിക് ഡയമണ്ട്

1953-ൽ സ്വീഡനിലും 1954-ൽ യുഎസിലും പുതിയ ഉപകരണങ്ങളുടെയും സാങ്കേതിക വിദ്യകളുടെയും വികസനം വഴി സാധ്യമാക്കിയ വജ്രങ്ങളുടെ ഉയർന്ന മർദ്ദം സംശ്ലേഷണം കൃത്രിമ സൂപ്പർഹാർഡ് വസ്തുക്കളുടെ സമന്വയത്തിലെ ഒരു നാഴികക്കല്ലായി മാറി. വ്യാവസായിക ആവശ്യങ്ങൾക്കായുള്ള ഉയർന്ന മർദ്ദ പ്രയോഗങ്ങളുടെ സാധ്യതകൾ സമന്വയം വ്യക്തമായി കാണിക്കുകയും ഈ മേഖലയിലെ വർദ്ധിച്ചുവരുന്ന താൽപ്പര്യത്തെ ഉത്തേജിപ്പിക്കുകയും ചെയ്തു.

PDC കട്ടർ ഒരു ടങ്സ്റ്റൺ കാർബൈഡ് സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റ് ഉപയോഗിച്ച് പോളിക്രിസ്റ്റലിൻ ഡയമണ്ട് ഒതുക്കുന്ന ഒരു തരം സൂപ്പർ-ഹാർഡ് മെറ്റീരിയലാണ്. പിഡിസി കട്ടറുകൾക്കുള്ള പ്രധാന അസംസ്കൃത വസ്തുവാണ് ഡയമണ്ട്. പ്രകൃതിദത്ത വജ്രങ്ങൾ രൂപപ്പെടാൻ ബുദ്ധിമുട്ടുള്ളതും ദീർഘനേരം എടുക്കുന്നതും ആയതിനാൽ, അവ വളരെ ചെലവേറിയതും വ്യാവസായിക പ്രയോഗത്തിന് ചെലവേറിയതുമാണ്, ഈ സാഹചര്യത്തിൽ, സിന്തറ്റിക് ഡയമണ്ട് വ്യവസായത്തിൽ വലിയ പങ്ക് വഹിച്ചിട്ടുണ്ട്.

നിങ്ങൾക്ക് ടങ്സ്റ്റൺ കാർബൈഡ് ഉൽപ്പന്നങ്ങളിൽ താൽപ്പര്യമുണ്ടെങ്കിൽ കൂടുതൽ വിവരങ്ങളും വിശദാംശങ്ങളും ആവശ്യമുണ്ടെങ്കിൽ, നിങ്ങൾക്ക് ഇടതുവശത്ത് ഫോണിലൂടെയോ മെയിൽ വഴിയോ ഞങ്ങളെ ബന്ധപ്പെടാം, അല്ലെങ്കിൽ പേജിന്റെ ചുവടെ ഞങ്ങൾക്ക് മെയിൽ അയയ്ക്കുക.