Bahan Superhard

Apakah bahan yang sangat keras?

Bahan superhard ialah bahan dengan nilai kekerasan melebihi 40 gigapascals (GPa) apabila diukur dengan ujian kekerasan Vickers. Mereka adalah pepejal yang hampir tidak boleh mampat dengan ketumpatan elektron tinggi dan kovalen ikatan tinggi. Hasil daripada sifat uniknya, bahan-bahan ini sangat diminati di banyak kawasan perindustrian termasuk, tetapi tidak terhad kepada, alat pelelas, penggilap dan pemotong, brek cakera, dan salutan tahan haus dan pelindung.

Cara untuk mencari bahan superhard baharu

Dalam pendekatan pertama, penyelidik meniru ikatan karbon kovalen pendek berarah berlian dengan menggabungkan unsur cahaya seperti boron, karbon, nitrogen dan oksigen.

Pendekatan kedua menggabungkan unsur-unsur yang lebih ringan ini (B, C, N, dan O), tetapi juga memperkenalkan logam peralihan dengan ketumpatan elektron valens yang tinggi untuk memberikan ketidakmampatan yang tinggi. Dengan cara ini, logam dengan moduli pukal tinggi tetapi kekerasan rendah diselaraskan dengan atom pembentuk kovalen kecil untuk menghasilkan bahan superhard. Tungsten karbida ialah manifestasi yang berkaitan dengan industri bagi pendekatan ini, walaupun ia tidak dianggap sangat keras. Sebagai alternatif, borida yang digabungkan dengan logam peralihan telah menjadi kawasan yang kaya dengan penyelidikan superhard dan telah membawa kepada penemuan sepertiReB2,OsB2, danWB4.

Pengelasan bahan superhard

Bahan superhard secara amnya boleh dikelaskan kepada dua kategori: sebatian intrinsik dan sebatian ekstrinsik. Kumpulan intrinsik termasuk berlian, boron nitrida padu (c-BN), karbon nitrida, dan sebatian terner seperti B-N-C, yang mempunyai kekerasan semula jadi. Sebaliknya, bahan ekstrinsik ialah bahan yang mempunyai kekerasan super dan sifat mekanikal lain yang ditentukan oleh struktur mikronya dan bukannya komposisi. Contoh bahan superhard ekstrinsik ialah berlian nanohabluran yang dikenali sebagai nanorod berlian terkumpul.

Berlian ialah bahan yang paling sukar diketahui setakat ini, dengan kekerasan Vickers dalam julat 70–150 GPa. Berlian menunjukkan kedua-dua kekonduksian haba yang tinggi dan sifat penebat elektrik, dan banyak perhatian telah diberikan untuk mencari aplikasi praktikal untuk bahan ini. Sifat berlian asli individu atau carbonado berbeza-beza terlalu banyak untuk tujuan perindustrian, dan oleh itu berlian sintetik menjadi tumpuan penyelidikan utama.

Berlian sintetik

Sintesis berlian tekanan tinggi pada tahun 1953 di Sweden dan pada tahun 1954 di AS dimungkinkan oleh pembangunan radas dan teknik baharu, menjadi satu peristiwa penting dalam sintesis bahan superhard buatan. Sintesis jelas menunjukkan potensi aplikasi tekanan tinggi untuk tujuan industri dan merangsang minat yang semakin meningkat dalam bidang tersebut.

Pemotong PDC ialah sejenis bahan super keras yang memampatkan berlian polihabluran dengan substrat tungsten karbida. Berlian adalah bahan mentah utama untuk pemotong PDC. Oleh kerana berlian asli sukar dibentuk dan mengambil masa yang lama, ia terlalu mahal, dan mahal untuk kegunaan industri, dalam kes ini, berlian Sintetik telah memainkan peranan yang besar dalam industri.

Jika anda berminat dengan produk tungsten carbide dan ingin maklumat dan butiran lanjut, anda boleh HUBUNGI KAMI melalui telefon atau mel di sebelah kiri, atau HANTAR KAMI MEL di bahagian bawah halaman.