วัสดุที่แข็งเป็นพิเศษ

วัสดุแข็งพิเศษคืออะไร?

วัสดุที่แข็งพิเศษคือวัสดุที่มีค่าความแข็งมากกว่า 40 กิกะปาสคาล (GPa) เมื่อวัดโดยการทดสอบความแข็งแบบวิคเกอร์ พวกมันเป็นของแข็งที่ไม่สามารถอัดตัวได้จริงที่มีความหนาแน่นของอิเล็กตรอนสูงและโควาเลนซีของพันธะสูง เนื่องด้วยคุณสมบัติเฉพาะตัว วัสดุเหล่านี้จึงได้รับความสนใจอย่างมากในหลายพื้นที่อุตสาหกรรม ซึ่งรวมถึงแต่ไม่จำกัดเพียง สารกัดกร่อน เครื่องมือขัดและตัด ดิสก์เบรก และสารเคลือบที่ทนต่อการสึกหรอและป้องกัน

วิธีค้นหาวัสดุแข็งพิเศษใหม่

ในแนวทางแรก นักวิจัยจำลองพันธะคาร์บอนโควาเลนต์ที่มีทิศทางสั้นของเพชรโดยการรวมธาตุแสง เช่น โบรอน คาร์บอน ไนโตรเจน และออกซิเจน

วิธีที่สองรวมองค์ประกอบที่เบากว่าเหล่านี้ (B, C, N และ O) แต่ยังแนะนำโลหะทรานซิชันที่มีความหนาแน่นของอิเล็กตรอนที่มีความจุสูงเพื่อให้ไม่สามารถบีบอัดได้สูง ด้วยวิธีนี้ โลหะที่มีมอดูลีจำนวนมากแต่มีความแข็งต่ำจะถูกประสานกับอะตอมที่สร้างโควาเลนต์ขนาดเล็กเพื่อผลิตวัสดุแข็งพิเศษ ทังสเตนคาร์ไบด์เป็นรูปแบบที่เกี่ยวข้องกับอุตสาหกรรมของแนวทางนี้ แม้ว่าจะถือว่าไม่แข็งมากก็ตาม อีกทางหนึ่ง บอไรด์ที่รวมกับโลหะทรานซิชันได้กลายเป็นพื้นที่ที่อุดมไปด้วยการวิจัยที่ยากมาก และนำไปสู่การค้นพบเช่นReB2,OsB2, และWB4.

การจำแนกประเภทของวัสดุซุปเปอร์ฮาร์ด

วัสดุ Superhard โดยทั่วไปสามารถจำแนกได้เป็นสองประเภท: สารประกอบภายในและสารประกอบภายนอก กลุ่มที่แท้จริงประกอบด้วยเพชร ลูกบาศก์โบรอนไนไตรด์ (c-BN) คาร์บอนไนไตรด์ และสารประกอบไตรภาคี เช่น BNC ซึ่งมีความแข็งโดยธรรมชาติ ในทางกลับกัน วัสดุภายนอกคือวัสดุที่มีความแข็งสูงและคุณสมบัติทางกลอื่นๆ ที่กำหนดโดยโครงสร้างจุลภาคมากกว่าองค์ประกอบ ตัวอย่างของวัสดุแข็งพิเศษภายนอกคือเพชรนาโนคริสตัลไลน์ที่รู้จักกันในชื่อแท่งนาโนเพชรรวม

เพชรเป็นวัสดุที่รู้จักยากที่สุดในปัจจุบัน โดยมีความแข็งแบบวิคเกอร์อยู่ในช่วง 70–150 GPa เพชรแสดงให้เห็นทั้งคุณสมบัติการนำความร้อนสูงและคุณสมบัติการเป็นฉนวนไฟฟ้า และได้รับความสนใจอย่างมากในการค้นหาการใช้งานจริงสำหรับวัสดุนี้ คุณสมบัติของเพชรธรรมชาติแต่ละเม็ดหรือคาร์โบนาโดแตกต่างกันมากเกินไปสำหรับวัตถุประสงค์ทางอุตสาหกรรม ดังนั้นเพชรสังเคราะห์จึงกลายเป็นจุดสนใจในการวิจัยหลัก

เพชรสังเคราะห์

การสังเคราะห์เพชรด้วยแรงดันสูงในปี 1953 ในสวีเดนและในปี 1954 ในสหรัฐอเมริกาทำให้เป็นไปได้โดยการพัฒนาเครื่องมือและเทคนิคใหม่ๆ กลายเป็นหลักชัยสำคัญในการสังเคราะห์วัสดุแข็งพิเศษเทียม การสังเคราะห์แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนถึงศักยภาพของการใช้แรงดันสูงเพื่อวัตถุประสงค์ทางอุตสาหกรรม และกระตุ้นความสนใจที่เพิ่มขึ้นในสาขานี้

หัวกัด PDC เป็นวัสดุแข็งพิเศษชนิดหนึ่งที่อัดเพชรคริสตัลไลน์ที่มีพื้นผิวทังสเตนคาร์ไบด์อัดแน่น เพชรเป็นวัตถุดิบหลักสำหรับหัวกัด PDC เนื่องจากเพชรธรรมชาติสร้างได้ยากและใช้เวลานาน จึงมีราคาแพงเกินไป และมีราคาแพงสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรม ในกรณีนี้ เพชรสังเคราะห์จึงมีบทบาทสำคัญในอุตสาหกรรม

หากคุณสนใจผลิตภัณฑ์ทังสเตนคาร์ไบด์และต้องการข้อมูลและรายละเอียดเพิ่มเติม คุณสามารถติดต่อเราทางโทรศัพท์หรือไปรษณีย์ทางด้านซ้าย หรือ SEND US MAIL ที่ด้านล่างของหน้า