Cele mai dure materiale de pe Pământ TOP 10

Fiecare dintre voi știe că diamantul rămâne standardul durității astăzi. La determinarea durității mecanice a materialelor existente pe pământ, duritatea diamantului este luată ca standard: atunci când este măsurată prin metoda Mohs - sub forma unei probe de suprafață, prin metodele Vickers sau Rockwell - ca indentator (ca corp mai dur atunci când se examinează un corp cu o duritate mai mică). Astăzi se pot remarca mai multe materiale, a căror duritate se apropie de caracteristicile diamantului.

În acest caz, materialele originale sunt comparate pe baza micro-durității lor conform metodei Vickers, atunci când materialul este considerat super-dur la valori mai mari de 40 GPa. Duritatea materialelor poate varia, în funcție de caracteristicile sintezei eșantionului sau de direcția sarcinii aplicate acestuia.

Fluctuațiile indicilor de duritate de la 70 la 150 GPa sunt un concept general stabilit pentru materialele solide, deși 115 GPa este considerat a fi valoarea de referință. Să aruncăm o privire asupra celor mai dificile 10 materiale, altele decât diamantul, care există în natură.

Cele mai dure materiale de pe pământ

10. Suboxid de bor (B6O) - duritate de până la 45 GPa

Suboxidul de bor are capacitatea de a crea boabe în formă de icosaedre. În același timp, boabele formate nu sunt cristale izolate sau soiuri de cvasicristale, fiind un fel de cristale gemene formate din două duzini de cristale tetraedrice împerecheate.

Suboxid de bor

Lipsa atomilor de oxigen din suboxidul de bor oferă materialului caracteristicile materialelor ceramice. Această substanță are calitățile de inertitate chimică, rezistență crescută, rezistență la abraziune la densitate mică, iar cristalele sale unice au o duritate de 45 GPa.

10. Diborură de reniu (ReB2) - duritate 48 GPa

Mulți cercetători se întreabă dacă acest material poate fi clasificat ca material de tip super-dur. Acest lucru se datorează proprietăților mecanice foarte neobișnuite ale îmbinării.

Diborură de reniu

Alternarea strat-cu-strat a diferiților atomi face ca acest material să fie anizotrop. Prin urmare, măsurarea indicatorilor de duritate se obține diferit în prezența diferitelor tipuri de planuri cristalografice. Astfel, testele diborurii de reniu la sarcini reduse asigură o duritate de 48 GPa și, odată cu creșterea sarcinii, duritatea devine mult mai mică și se ridică la aproximativ 22 GPa.

8. Borură de magneziu și aluminiu (AlMgB14) - duritate de până la 51 GPa

Compoziția este un amestec de aluminiu, magneziu, bor cu frecare slabă și duritate ridicată. Aceste calități ar putea deveni o mântuială pentru producția de mașini și mecanisme moderne care funcționează fără lubrifiere. Dar utilizarea materialului în această variantă este încă considerată prohibitiv de costisitoare.

Borură de magneziu și aluminiu

AlMgB14 - pelicule speciale subțiri create prin pulverizare laser pulsată, au capacitatea de a avea micro-duritate de până la 51 GPa.

7. Bor-carbon-siliciu - duritate de până la 70 GPa

Baza unui astfel de compus oferă aliajului calități care implică rezistență optimă la influențe chimice negative și la temperaturi ridicate. Acest material este prevăzut cu micro-duritate de până la 70 GPa.

6. Carbură de bor B4C (B12C3) - duritate de până la 72 GPa

Un alt material este carbura de bor. Substanța a început să fie utilizată destul de activ în diverse industrii aproape imediat după inventarea sa în secolul al XVIII-lea.

Vesta antiglonț din carbură de bor

Microduritatea materialului ajunge la 49 GPa, dar s-a dovedit că acest indicator poate fi crescut și prin adăugarea de ioni de argon la structura rețelei de cristal - până la 72 GPa.

5. Nitrură de carbon-bor - duritate de până la 76 GPa

Cercetătorii și oamenii de știință din întreaga lume au încercat mult timp să sintetizeze materiale super-dur polisilabice, în care s-au obținut deja rezultate tangibile. Componenții compusului sunt atomi de bor, carbon și azot, care au dimensiuni similare. Duritatea materialului de înaltă calitate atinge 76 GPa.

Nitrură de bor de carbon

4. Cubonit nanostructurat - duritate de până la 108 GPa

Materialul este, de asemenea, numit Kingsongite, Borazon sau Elbor și are, de asemenea, calități unice care sunt utilizate cu succes în industria modernă. Cu indici de duritate cubonită de 80-90 GPa, apropiați de standardul diamantului, puterea legii Hall-Petch este capabilă să provoace o creștere semnificativă a acestora.

Cubonit nanostructurat - regat, borazon sau elbor

Aceasta înseamnă că, odată cu scăderea dimensiunii boabelor de cristal, duritatea materialului crește - există anumite posibilități de creștere la 108 GPa.

3. Nitrură de bor Wurtzite - duritate până la 114 GPa

Structura cristalului wurtzite oferă valori ridicate de duritate pentru acest material. Cu modificări structurale locale, în timpul aplicării unui anumit tip de sarcină, legăturile dintre atomi din rețeaua substanței sunt redistribuite. În acest moment, duritatea calității materialului devine cu 78% mai mare.

Nitrură de bor Wurtzite

2. Lonsdaleite - duritate de până la 152 GPa

Lonsdaleitul este o modificare alotropică a carbonului și are o asemănare clară cu diamantul. Un material natural solid a fost descoperit într-un crater de meteorit, format din grafit - una dintre componentele unui meteorit, dar nu avea un grad record de rezistență.

Lonsdaleite - duritate de până la 152 GPa

Oamenii de știință au demonstrat încă din 2009 că absența impurităților poate oferi o duritate care depășește duritatea diamantului. Valori ridicate de duritate pot fi atinse în acest caz, ca în cazul nitrurii de bor wurtzite.

1. Fullerite - duritate de până la 310 GPa

Fulleritul polimerizat este acum considerat cel mai greu material cunoscut științei. Este un cristal molecular structurat, ale cărui noduri sunt compuse din molecule întregi, mai degrabă decât din atomi individuali.

Fullerite - duritate de până la 310 GPa

Fulleritul are o duritate de până la 310 GPa și este capabil să zgârie o suprafață de diamant la fel ca plasticul obișnuit. După cum puteți vedea, diamantul nu mai este cel mai greu material natural din lume, compușii mai duri sunt la dispoziția științei.

Determinarea durității Vickers (GOST 2999-59)

Până în prezent, acestea sunt cele mai dure materiale de pe Pământ cunoscute de știință. Este foarte posibil ca în curând să așteptăm noi descoperiri și descoperiri în domeniul chimiei / fizicii, care ne vor permite să obținem o duritate mai mare.

Copyright © | 2021