{"id":20930,"date":"2021-12-20T01:41:51","date_gmt":"2021-12-20T01:41:51","guid":{"rendered":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/?p=20930"},"modified":"2022-11-18T15:07:26","modified_gmt":"2022-11-18T07:07:26","slug":"what-superhard-materials-do-you-know-besides-diamond","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/jakie-supertwarde-materialy-wiecie-poza-diamentem\/","title":{"rendered":"Jakie znacie supertwarde materia\u0142y opr\u00f3cz diamentu?"},"content":{"rendered":"
\r\n

Jak sama nazwa wskazuje, materia\u0142y supertwarde to materia\u0142y o niezwykle wysokiej twardo\u015bci. Og\u00f3lnie rzecz bior\u0105c, twardo\u015b\u0107 diamentu jest najwy\u017csza, twardo\u015b\u0107 Mohsa wynosi 10, a twardo\u015b\u0107 CBN jest nieco ni\u017csza ni\u017c diamentu. Dlatego materia\u0142y supertwarde zwykle odnosz\u0105 si\u0119 do diamentu i CBN lub kompozyt\u00f3w wykonanych z tych dw\u00f3ch materia\u0142\u00f3w jako g\u0142\u00f3wnych sk\u0142adnik\u00f3w.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

Twardo\u015b\u0107 korundu, SiC, w\u0119glika spiekanego i stali szybkotn\u0105cej, czterech rodzaj\u00f3w twardych materia\u0142\u00f3w stosowanych jako \u201ez\u0119by przemys\u0142owe\u201d, jest znacznie ni\u017csza ni\u017c diamentu i CBN. Dlatego supertwarde materia\u0142y s\u0105 r\u00f3wnie\u017c nazywane najtwardszymi i najostrzejszymi \u201eprzemys\u0142owymi z\u0119bami\u201d lub \u201ekr\u00f3lami materia\u0142\u00f3w\u201d.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

1. Diament<\/h2>\r\n\r\n\r\n\r\n

Podobnie jak inne materia\u0142y w\u0119glowe, g\u0142\u00f3wnym pierwiastkiem chemicznym diament\u00f3w jest w\u0119giel. Nie ma znaczenia, czy jest to diament naturalny czy sztuczny diament<\/a>, bez wzgl\u0119du na to, jaki rodzaj diamentu b\u0119dzie zawiera\u0142 wi\u0119cej lub mniej zanieczyszcze\u0144. Diament zazwyczaj zawiera zanieczyszczenia azotowe. W zale\u017cno\u015bci od r\u00f3\u017cnicy zawarto\u015bci azotu w krysztale diamentu, diament mo\u017cna podzieli\u0107 na dwa typy (diament typu I i diament typu II).<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

W ostatnich latach materia\u0142y w\u0119glowe s\u0105 rodzajem bardzo gor\u0105cych materia\u0142\u00f3w. XXI wiek znany jest r\u00f3wnie\u017c jako \u201eepoka w\u0119gla\u201d. Materia\u0142y w\u0119glowe s\u0105 szeroko stosowane w r\u00f3\u017cnych dziedzinach ze wzgl\u0119du na ich doskona\u0142e w\u0142a\u015bciwo\u015bci, szczeg\u00f3lnie w krajowych, strategicznych wschodz\u0105cych ga\u0142\u0119ziach przemys\u0142u, takich jak grafen i nanomateria\u0142y w\u0119glowe, w\u0142\u00f3kno w\u0119glowe i jego kompozyty, diamentowe folie na bazie w\u0119gla i tradycyjne materia\u0142y w\u0119glowe (sadza, w\u0119giel porowaty, grafit, grafit specjalny itp.) maj\u0105 szerokie perspektywy zastosowa\u0144 w bateriach litowych, kondensatorach, magazynowaniu energii, fotowoltaice, p\u00f3\u0142przewodnikach, wy\u015bwietlaczach fotoelektrycznych, komunikacji 5g, czujnikach, lotnictwie og\u00f3lnym, transporcie przysz\u0142o\u015bci, sprz\u0119cie wysokiej klasy i innych dziedzinach<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

\"\"<\/figure>\r\n\r\n\r\n\r\n

2\u3001cBN<\/h2>\r\n\r\n\r\n\r\n

Regularny azotek boru (CBN)<\/a> jest drug\u0105 co do wielko\u015bci odmian\u0105 materia\u0142\u00f3w supertwardych. Wz\u00f3r struktury chemicznej azotku boru to BN, kt\u00f3ry sk\u0142ada si\u0119 z boru i azotu. Azotek boru ma cztery r\u00f3\u017cne struktury krystaliczne, g\u0142\u00f3wnie heksagonalny azotek boru (hBN), sze\u015bcienny azotek boru (CBN), rombowy azotek boru (RBN) i g\u0119sty sze\u015bciok\u0105tny azotek boru (WBN). Atomy azotu i boru w hBN i RBN s\u0105 hybrydyzowane w SP2, podczas gdy atomy azotu i boru w CBN i WBN s\u0105 hybrydyzowane w SP3.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

Twardo\u015b\u0107 CBN jest nieco ni\u017csza ni\u017c diamentu, a kolor kryszta\u0142u zale\u017cy od rodzaju i ilo\u015bci zanieczyszcze\u0144. CBN ma unikalne w\u0142a\u015bciwo\u015bci fotoelektryczne. Synteza wielkogabarytowych i wysokiej jako\u015bci monokryszta\u0142\u00f3w CBN jest nieuniknionym wyborem dla zastosowania funkcjonalnych urz\u0105dze\u0144. Jednak du\u017cy rozmiar kryszta\u0142u CBN jest znacznie mniej skuteczny ni\u017c diament. Mo\u017ce to wynika\u0107 z tego, \u017ce warunki syntezy wielkocz\u0105steczkowego CBN s\u0105 bardziej rygorystyczne, a jego zastosowanie nie znalaz\u0142o odpowiedniego pola.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

Zastosowanie materia\u0142\u00f3w supertwardych<\/h2>\r\n\r\n\r\n\r\n

1. Produkty z materia\u0142\u00f3w supertwardych<\/h3>\r\n\r\n\r\n\r\n

Materia\u0142y supertwarde oraz ich produkty i narz\u0119dzia znalaz\u0142y szerokie zastosowanie w przemy\u015ble. Nie tylko rozwi\u0105zuj\u0105 problemy, kt\u00f3re nie mog\u0105 by\u0107 przetworzone lub trudne do przetworzenia tradycyjnymi narz\u0119dziami, ale tak\u017ce znacznie poprawiaj\u0105 wydajno\u015b\u0107 tradycyjnego przetwarzania oraz znacznie zmniejszaj\u0105 zu\u017cycie i odprowadzanie odpad\u00f3w.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

\"\"<\/figure>\r\n\r\n\r\n\r\n

 <\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

Kilka produkt\u00f3w i narz\u0119dzi z supertwardych materia\u0142\u00f3w (A. ostrze; B. \u015bciernica; C. brzeszczot; D. wiert\u0142o)<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

G\u0142\u00f3wne odmiany produkt\u00f3w i narz\u0119dzi z supertwardych materia\u0142\u00f3w obejmuj\u0105 narz\u0119dzia do pi\u0142owania, materia\u0142y \u015bcierne (w tym materia\u0142y \u015bcierne skonsolidowane, materia\u0142y \u015bcierne nasypowe i materia\u0142y \u015bcierne luzem), narz\u0119dzia tn\u0105ce, narz\u0119dzia do wiercenia, narz\u0119dzia do wyka\u0144czania, matryce do ci\u0105gnienia drutu, inne narz\u0119dzia i r\u00f3\u017cne cz\u0119\u015bci funkcjonalne.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

2. Diamenty naturalne i sztuczne<\/h3>\r\n\r\n\r\n\r\n

(1) Naturalny diament<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

Diamenty wydobyte z diament\u00f3w naturalnych nazywane s\u0105 diamentami naturalnymi. Naturalne diamenty s\u0105 jasne, wspania\u0142e, rzadkie i cenne. S\u0105 uwa\u017cane za skarby. Jest reklama, kt\u00f3ra m\u00f3wi, \u017ce \u201ediament b\u0119dzie trwa\u0142 wiecznie, wiecznie\u201d, co jest dobrze znane chi\u0144skim kobietom i dzieciom.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

\"\"<\/figure>\r\n\r\n\r\n\r\n

Opr\u00f3cz tego, \u017ce jest u\u017cywany jako bi\u017cuteria, naturalny diament jest cz\u0119\u015bciej wykorzystywany w przemy\u015ble. Przemys\u0142owe zastosowanie diamentu od dawna polega na wykorzystywaniu jego szczeg\u00f3lnej wysokiej twardo\u015bci. Diamentowy n\u00f3\u017c do ci\u0119cia szk\u0142a przypomina nam, \u017ce diament s\u0142u\u017cy do przygotowania wierte\u0142 do eksploracji geologicznej oraz wydobycia ropy i w\u0119gla. Diament b\u0119dzie utlenia\u0142 si\u0119 tlenem w r\u00f3\u017cnym stopniu w wysokiej temperaturze, szczeg\u00f3lnie przy dobrym powinowactwie do \u017celaza, wi\u0119c nie nadaje si\u0119 do obr\u00f3bki metali \u017celaznych.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

(2) sztuczny diament;<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

Sztuczny diament, znany r\u00f3wnie\u017c w bran\u017cy jako laboratoryjny diament syntetyczny lub diament hodowlany. Do obr\u00f3bki bi\u017cuterii z diament\u00f3w syntetycznych u\u017cywano sztucznych diament\u00f3w o du\u017cych cz\u0105stkach lub pojedynczych kryszta\u0142ach. Diamenty sztuczne to tak\u017ce diamenty prawdziwe, o takim samym sk\u0142adzie i strukturze jak diamenty naturalne. Mo\u017cna je rozr\u00f3\u017cni\u0107 tylko w bardzo szczeg\u00f3lny spos\u00f3b. Na przyk\u0142ad w instrumencie katodoluminescencyjnym tekstura wzrostu pierwszego jest geometryczna, a drugiego pier\u015bcieniowa. Od 2006 roku GIA i inne instytucje jubilerskie zacz\u0119\u0142y \u015bwiadczy\u0107 us\u0142ugi identyfikacyjne i wydawa\u0107 certyfikaty, g\u0142\u00f3wnie po to, aby uniemo\u017cliwi\u0107 handlowcom sprzeda\u017c syntetycznych diament\u00f3w po ni\u017cszych cenach jako diament\u00f3w naturalnych. W przesz\u0142o\u015bci badacze bran\u017cy diamentowej poszukiwali skutecznych metod syntezy sztucznych diament\u00f3w, ale nie uda\u0142o si\u0119 dokona\u0107 prze\u0142omu. Dwie g\u0142\u00f3wne przeszkody wynikaj\u0105 z czynnik\u00f3w kosztowych i produkcyjnych. Po dziesi\u0119cioleciach bada\u0144 dojrza\u0142a technologia syntezy du\u017cych monokryszta\u0142\u00f3w diamentu metod\u0105 ultrawysokiego ci\u015bnienia i wysokiej temperatury w warunkach katalizatora statycznego. Chiny poczyni\u0142y szybki post\u0119p w rozwoju technicznym i zastosowaniu du\u017cego monokryszta\u0142u syntetycznego diamentu syntetyzowanego metod\u0105 ultrawysokiego ci\u015bnienia i wysokiej temperatury oraz syntetycznego diamentu syntetyzowanego metod\u0105 CVD w plazmie mikrofalowej. Bi\u017cuteria z syntetycznych diament\u00f3w zosta\u0142a sprzedana na rynku i zacz\u0119\u0142a nabiera\u0107 kszta\u0142tu.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

3. G\u0142\u00f3wne zastosowania CBN<\/h3>\r\n\r\n\r\n\r\n

CBN ma wyj\u0105tkowe zalety w por\u00f3wnaniu z diamentem, takie jak wysoka stabilno\u015b\u0107 termiczna i oboj\u0119tno\u015b\u0107 chemiczna z pierwiastkami z grupy \u017celaza.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

Obecnie CBN jest stosowany g\u0142\u00f3wnie w dw\u00f3ch aspektach: jednym jest produkcja narz\u0119dzi \u015bciernych, a drugim jest wytwarzanie polikrystalicznego regularnego azotku boru jako materia\u0142u narz\u0119dziowego. Dlatego CBN jest wyj\u0105tkowy w przetwarzaniu materia\u0142\u00f3w \u017celaznych, co zapewnia nowe narz\u0119dzie do obr\u00f3bki twardych i trudnych w obr\u00f3bce materia\u0142\u00f3w na bazie \u017celaza.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

U\u017cywany jako materia\u0142 \u015bcierny. Mo\u017ce by\u0107 stosowany nie tylko do obr\u00f3bki materia\u0142\u00f3w na bazie \u017celaza, ale tak\u017ce do obr\u00f3bki materia\u0142\u00f3w z metali nie\u017celaznych.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

U\u017cywany jako materia\u0142 narz\u0119dziowy. Do narz\u0119dzi skrawaj\u0105cych zwykle stosuje si\u0119 polikrystaliczny regularny azotek boru. PCBN to mikroproszek przygotowany z monokryszta\u0142u CBN. Jest przygotowywany przez dodanie w\u0119glika tytanu, kobaltu i innych klej\u00f3w, a nast\u0119pnie spiekanie pod wysokim ci\u015bnieniem i w wysokiej temperaturze za pomoc\u0105 sze\u015bciostronnej prasy g\u00f3rnej. Jest szczeg\u00f3lnie skuteczny w obr\u00f3bce metali \u017celaznych i ich stop\u00f3w, szczeg\u00f3lnie nadaje si\u0119 do szybkiego ci\u0119cia i ci\u0119cia na sucho. Realizuje toczenie zamiast szlifowania i frezowanie zamiast szlifowania oraz znacznie poprawia wydajno\u015b\u0107 produkcji.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

\"\"<\/figure>\r\n\r\n\r\n\r\n

U\u017cywany jako materia\u0142 funkcjonalny. Wysoka przewodno\u015b\u0107 cieplna CBN mo\u017ce by\u0107 stosowana w fotoelektrycznych urz\u0105dzeniach funkcjonalnych.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

Materia\u0142 supertwardy to niewielka liczba r\u00f3\u017cnych materia\u0142\u00f3w, ale jest to materia\u0142 niezast\u0105piony i mo\u017ce stopniowo zast\u0119powa\u0107 niekt\u00f3re inne materia\u0142y.<\/p>\r\n<\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

As the name suggests, superhard materials are materials with extremely high hardness. Generally speaking, the hardness of diamond is the highest, the Mohs hardness is 10, and the hardness of CBN is slightly lower than that of diamond. Therefore, superhard materials usually refer to diamond and CBN, or composites made of these two materials as…<\/p>","protected":false},"author":2,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_jetpack_memberships_contains_paid_content":false,"footnotes":""},"categories":[79],"tags":[],"jetpack_featured_media_url":"","jetpack_sharing_enabled":true,"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/20930"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=20930"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/20930\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=20930"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=20930"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=20930"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}