सुपरहार्ड सामग्री

सुपर हार्ड सामग्री के हो?

Vickers कठोरता परीक्षण द्वारा मापन गर्दा 40 gigapascals (GPa) भन्दा बढी कठोरता मूल्य भएको एक सुपरहार्ड सामग्री हो। तिनीहरू उच्च इलेक्ट्रोन घनत्व र उच्च बन्ड कोभ्यालेन्सीको साथ लगभग असंकुचनीय ठोसहरू हुन्। तिनीहरूको अद्वितीय गुणहरूको परिणामको रूपमा, यी सामग्रीहरू धेरै औद्योगिक क्षेत्रहरूमा ठूलो चासोका छन्, तर एब्रेसिभहरू, पालिश गर्ने र काट्ने उपकरणहरू, डिस्क ब्रेकहरू, र पहिरन-प्रतिरोधी र सुरक्षात्मक कोटिंग्समा सीमित छैनन्।

नयाँ सुपरहार्ड सामग्रीहरू फेला पार्ने तरिका

पहिलो दृष्टिकोणमा, अन्वेषकहरूले बोरोन, कार्बन, नाइट्रोजन, र अक्सिजन जस्ता प्रकाश तत्वहरू संयोजन गरेर हीराको छोटो, दिशात्मक सहसंयोजक कार्बन बन्डहरू अनुकरण गर्छन्।

दोस्रो दृष्टिकोणले यी हल्का तत्वहरू (B, C, N, र O) समावेश गर्दछ, तर उच्च इन्कम्प्रेसिबिलिटी प्रदान गर्न उच्च भ्यालेन्स इलेक्ट्रोन घनत्वको साथ ट्रान्जिसन धातुहरू पनि परिचय गर्दछ। यसरी, उच्च बल्क मोड्युली तर कम कठोरता भएका धातुहरूलाई साना सहसंयोजक बन्ने परमाणुहरूसँग मिलाएर सुपरहार्ड पदार्थहरू उत्पादन गरिन्छ। टंगस्टन कार्बाइड यस दृष्टिकोणको एक औद्योगिक-सान्दर्भिक अभिव्यक्ति हो, यद्यपि यसलाई सुपर हार्ड मानिएको छैन। वैकल्पिक रूपमा, ट्रान्जिसन मेटलहरूसँग मिलेर बोराइडहरू सुपरहार्ड अनुसन्धानको समृद्ध क्षेत्र बनेका छन् र खोजहरू जस्तैReB2,OsB2, रWB4.

सुपरहार्ड सामग्री को वर्गीकरण

सुपरहार्ड सामग्रीहरूलाई सामान्यतया दुई वर्गहरूमा वर्गीकृत गर्न सकिन्छ: आन्तरिक यौगिकहरू र बाह्य यौगिकहरू। अन्तर्निहित समूहमा हीरा, क्यूबिक बोरोन नाइट्राइड (c-BN), कार्बन नाइट्राइड, र B-N-C जस्ता तिर्नरी यौगिकहरू समावेश छन्, जसमा जन्मजात कठोरता हुन्छ। यसको विपरित, बाह्य सामग्रीहरू ती हुन् जसमा सुपर कठोरता र अन्य मेकानिकल गुणहरू छन् जुन संरचनाको सट्टा तिनीहरूको माइक्रोस्ट्रक्चरद्वारा निर्धारण गरिन्छ। बाह्य सुपरहार्ड सामग्रीको एक उदाहरण एक न्यानोक्रिस्टलाइन हीरा हो जसलाई एग्रीगेट डायमंड न्यानोरोड भनिन्छ।

70-150 GPa को दायरामा Vickers कठोरताको साथ, हिरा अहिलेसम्मको सबैभन्दा कठिन ज्ञात सामग्री हो। हीराले उच्च थर्मल चालकता र विद्युतीय इन्सुलेट गुणहरू दुवै प्रदर्शन गर्दछ, र यस सामग्रीको लागि व्यावहारिक अनुप्रयोगहरू फेला पार्न धेरै ध्यान दिइएको छ। व्यक्तिगत प्राकृतिक हीरा वा कार्बनडोका गुणहरू औद्योगिक उद्देश्यका लागि धेरै व्यापक रूपमा भिन्न हुन्छन्, र त्यसैले सिंथेटिक हीराहरू प्रमुख अनुसन्धान फोकस बने।

सिंथेटिक हीरा

1953 मा स्वीडेन र 1954 मा अमेरिका मा हीरा को उच्च दबाव संश्लेषण नयाँ उपकरण र प्रविधि को विकास द्वारा सम्भव भएको, कृत्रिम सुपरहार्ड सामग्री को संश्लेषण मा कोसेढुङ्गा बन्यो। संश्लेषणले स्पष्ट रूपमा औद्योगिक उद्देश्यका लागि उच्च-दबाव अनुप्रयोगहरूको सम्भावना देखाएको छ र क्षेत्रमा बढ्दो चासोलाई उत्प्रेरित गरेको छ।

PDC कटर एक प्रकारको सुपर-हार्ड सामग्री हो जसले टंगस्टन कार्बाइड सब्सट्रेटको साथ पोलीक्रिस्टलाइन हीरा कम्प्याक्ट गर्दछ। हीरा PDC कटरहरूको लागि प्रमुख कच्चा माल हो। किनभने प्राकृतिक हीराहरू बनाउन गाह्रो हुन्छ र लामो समय लाग्छ, तिनीहरू धेरै महँगो हुन्छन्, र औद्योगिक प्रयोगको लागि महँगो, यस अवस्थामा, सिंथेटिक हीराले उद्योगमा ठूलो भूमिका खेलेको छ।

यदि तपाइँ टंगस्टन कार्बाइड उत्पादनहरूमा रुचि राख्नुहुन्छ र थप जानकारी र विवरणहरू चाहनुहुन्छ भने, तपाइँ हामीलाई फोन वा मेलद्वारा बाँयामा सम्पर्क गर्न सक्नुहुन्छ, वा पृष्ठको तलमा हामीलाई मेल पठाउनुहोस्।