Новостивысоких технологий

Искусствeнный aлмaз
Искусствeнныe aлмaзы прoизвoдятся с 1950-x гoдoв и чaстo зaявляются твeржe прирoдныx aлмaзoв из-зa другoй кристaлличeскoй структуры. Лучшиe изнoсoстoйкиe пoкрытия пoзвoлят прoмышлeнным инструмeнтaм рaбoтaть дoльшe oт зaмeны дo зaмeны чaстeй и снизят зависимость от потенциально опасных для окружающей среды хладагентов. Чем тверже материал, тем выше значение. Искусственное производство алмазов создает камни поликристаллов, состоящих из меньших кристалликов или «зерен», от нескольких микрон до нескольких нанометров. Чем меньше размер зерна, тем больше у него граней и тем тверже материал. Исходя из этого, ученые решили, что Q-углерод будет прочнее самого алмаза, хотя это еще предстоит проверить экспериментально. c-BN химически и термально стабилен и широко используется сегодня в качестве сверхтвердого покрытия для станков в автомобильной и аэрокосмической промышленности. Соотношение между площадью испытуемой поверхности и приложенной силой производит значение твердости. Эти наноалмазы слишком малы для ювелирного дела, но идеально выступают в качестве дешевого материала для покрытия режущих и полирующих инструментов. Ограничения в использовании алмазов привели к растущему вниманию в разработке новых, химически стабильных, сверхпрочных материалов на замену. В случае с минералами устойчивость к царапинам является мерой твердости по отношению к другим минералам. Внешняя оболочка каждого атома углерода имеет четыре электрона. Есть несколько способов измерить твердость, но обычно используется инструмент, который делает брешь в поверхности материала. При нагревании алмаза в воздухе свыше 800 градусов по Цельсию его химические свойства меняются, что влияет на его силу и позволяет реагировать с железом, делая его непригодным для обработки стали. Спросите любого, какой материал самый твердый на Земле, и он, вероятно, ответит «алмаз». Современные ученые десятками лет искали более дешевые, более твердые и практичные альтернативы, и каждые несколько лет в новости просачивается новый «прочнейший в мире материал». В своей кубической форме (c-BN) его кристаллическая структура похожа на алмазную, но вместо атомов углерода состоит из связанных иначе атомов бора и азота. Однако кубический нитрид бора, в лучшем случае, второй по твердости материал в мире по шкале Виккерса — около 50 ГПа. Но так ли легко обойти алмаз по всем этим параметрам? Стойкость алмаза легендарна, и сегодня 70% мировых природных алмазов входят в износостойкие покрытия инструментов, используемых для резки, сверления и шлифования, или в качестве добавок к абразивам. Несмотря на свою уникальную привлекательность, алмаз — это просто особая форма, или «аллотроп», углерода. Именно это простое, но плотное расположение атомов делает алмаз одним из твердейших веществ на Земле. Недавние исследования искусственного алмаза показали, что его твердость по Виккерсу может подниматься до 200 ГПа. Испытание на твердость по Виккерсу задействует пирамиду с квадратной основой с алмазным навершием, чтобы сделать выбоину. Насколько твердый? Название алмаза происходит от греческого слова «адамас», что означает «нерушимый» или «непобедимый», поэтому вы наверняка встречали и слово «адамант». Эта новая форма была создана в процессе нагревания некристаллического углерода высокомощным быстрым лазерным импульсом до 3700 градусов с последующим быстрым охлаждением или «закалкой» его — отсюда Q, от «quenching» — с образованием алмазов микронных размеров. Проблема алмаза в том, что хотя он и является очень твердым, он также на удивление нестабилен. Q-углерод
Совсем недавно ученые из Университета штата Северная Каролина создали, как они описали, новую форму углерода, отличную от других аллотропов, и сообщили, что она тверже алмаза. Твердость алмаза делает его невероятным режущим материалом — и красивым — и обеспечивает ему высокий спрос тысячи лет. Они намного меньше, чем крупные монокристаллы большинства природных алмазов, используемых для создания ювелирных изделий. В алмазе эти электроны разделяют четыре других атома углерода, что образует очень прочные химические связи и чрезвычайно жесткий четырехгранный кристалл.

Комментирование и размещение ссылок запрещено.

Комментарии закрыты.