Vật liệu cứng nhất thế giới

Nếu được đặt ra những câu hỏi "Đâu là vật tư cứng độc nhất hành tinh?". Rất nhiều người sẽ trả lời rằng: "Kim cương". Nhưng rất nhiều người chưa biết được rằng, danh hiệu "Vật liệu cứng độc nhất hành tinh" sắp sẵn sàng chuyển giao qua vật tư khác?

*

Kim cương chỉ gồm độ cứng hoàn hảo khi ở ánh sáng phòng vì khi nung nóng dần lên 800 đô C thì đặc điểm hóa học của kim cương cứng cũng chuyển đổi hoàn toàn cùng độ cứng cũng bị biến mất.

Bạn đang xem: Vật liệu cứng nhất thế giới

Đến hiện tại tại, chuẩn cứng độc nhất vô nhị vẫn được coi là kim cương, có thể cắt được cả thủy tinh. Và đó là giới chuẩn được những nhà công nghệ đem ra có tác dụng cột mốc. Mặc dù nhiên, độ cứng của kim cưng cửng cũng đi cùng giá trị của nó. Sự giá đắt này sẽ làm cho các nhà công nghệ phải tìm ra nguồn vật tư mới cứng hơn nhưng giá thành kinh tế hơn.

Thực tế, khi chúng ta học qua môn hóa học phổ thông phần nhiều biết rằng, kim cương là một trong dạng thù hình của yếu tắc Carbon bên dưới dạng tinh thể tứ diện cực kỳ chắc chắn.

Chính vấn đề đó đã tạo ra độ cứng vô song của nó. Trường hợp sử dụng đơn vị chức năng đo module độ cứng, các loại thép thường thì có độ cứng trùng bình khoảng 80 GPa còn kim cương tất cả độ cứng lên đến mức 478 GPa.

Mặc cho dù vậy, kim cương chỉ tất cả độ cứng hoàn hảo nhất ở nhiệt độ phòng vì chỉ cần nung rét nó lên tới 800 độ C thì đặc điểm hóa học của nó chuyển đổi hoàn toàn cùng độ cứng cũng phát triển thành mất.

Chính vì chưng thế, việc đào bới tìm kiếm ra một vật tư có độ cứng tương tự kim cương và bền vững với số đông tác động bên ngoài như ánh sáng hoặc hóa tính của môi trường thiên nhiên là trong những mục tiêu số 1 của technology vật liệu hiện nay này.

Dưới đấy là những dòng tên hoàn toàn có thể "soán ngôi" của kim cương tự nhiên và thoải mái hiện nay:

1. Boron Nitride

Được cung ứng lần đầu vào thời điểm năm 1957, Boron Nitride (BN) cùng với dạng thù hình tinh thể tứ diện hệt như kim cương bao gồm độ cứng lên tới mức 400 GPa.

*

Khác với những nguyên tử Carbon liên kết với nhau, cấu trúc của Boron Nitride tinh thể tứ diện sở hữu phần lớn đầu mạch là các phân tử BN rất bền dưới tính năng của nhiệt độ độ. Chính vì thế, BN được áp dụng nhiều trong lĩnh vực công nghiệp ô tô và sản xuất tàu vũ trụ.

*

Thực tế, BN còn có một dạng thù hình không giống là cấu trúc tinh thể lục giác (w-BN) về triết lý có độ cứng hơn kim cương khoảng 18% mà lại nó hiếm hoi trong tự nhiên vì chỉ xuất hiện trong những vụ phun trào núi lửa và việc sản xuất cũng yên cầu những yêu cầu kỹ thuật rất là khó khăn.

2. Kim cưng cửng nhân tạo

Sau lúc phát hiện tại kim cương chính là một dạng thù hình của Carbon, giới khoa học đã bỏ rất nhiều công sức nghiên cứu vãn cách tạo nên viên kim cương bởi những thứ tất cả sẵn.

Xem thêm: " Fast And Furious 8 Lịch Chiếu, Fast & Furious 9 (2D)

Mặc mặc dù vậy cần đến tận năm 1953, nhân loại mới hoàn toàn có thể chứng kiến hầu như viên kim cương bởi vì con bạn và đồ vật móc làm ra với giá thành chỉ bằng khoảng chừng 1 nửa kim cương tự nhiên và thoải mái nhưng có độ cứng gần như là tương đương.

*

Thậm chí, một vài mẫu thí điểm trong giai đoạn 1970 gồm độ cứng thừa trội lên đến mức 600 GPa. Kim cương tự tạo thường được sử dụng trong các ngành công nghiệp kỹ thuật quang học, các chip điện tử cao cấp.

Kim cương nhân tạo được tổng hợp theo 2 cách thức chính là cách thức cao áp cao nhiệt độ HPHT (High pressure High temperature) sử dụng ánh sáng và áp suất rất là cao nhằm mục tiêu tái chế tác môi trường giống hệt như môi trường tái sinh sản kim cương trong trái tim đất.

Và phương thức bốc tương đối lắng tụ chất hóa học CVD (Chemical Vapor Deposition) sử dụng sự bốc hơi hóa học của hợp hóa học khí Carbon dưới tác động ảnh hưởng của tia sức nóng plasma tạo thành sự phân chia phân tử khí cho đến khi chỉ còn lại nguyên tử C lắng tụ và cải cách và phát triển trên mầm kim cương có sẵn.

3. Q-carbon

Mới đây, các nhà công nghệ tại đại học bang North Carolina đã tìm ra một dạng thù hình mới của nhân tố carbon cùng với độ cứng thừa trội so với kim cương, cao hơn khoảng 60%.

Một điều thú vị khác là Q-carbon bao gồm thể trở thành kim cưng cửng nếu có những tác động tương thích dưới điều kiện nhiệt độ chống thông thường.

*

Để tạo thành Q-carbon, những nhà khoa học đã áp dụng một lớp carbon vô định hình bóc ngoài một vật tư nền rất có thể là đá sapphire, thủy tinh hoặc nhựa.

Sau đó, chúng ta chiếu một xung laser vào đó trong khoảng thời gian 200 nano giây, nung nóng mẫu vật này lên tới mức nhiệt độ khoảng chừng 3726 độ C cùng ngay lập tức được làm mát để tạo thành những tinh thể Q-carbon lấp lánh như hầu như viên kim cương.

Nếu phương pháp này được triển khai xong hơn và chuyển vào sủ dụng rộng thoải mái thì Q-carbon hoàn toàn có thể tở thành một đồ vật liệu phi thường được sử dụng trong những ngành công nghiệp công nghệ cao.Đặc biệt với tính chất nhạy bén với tự trường và ánh sáng, Q-carbon sẽ là yếu tố chính tiếp tế ra rất nhiều loại màn hình hiển thị điện tử hoàn toàn mới trong tương lai.

Bên cạnh đó, vẻ đẹp lấp lánh của Q-carbon rất có thể sẽ khiến kim cương bớt dần cực hiếm của mình.