Världens hårdaste material
av Ulf Gustafsson Forum 1980-12, sida 59-60, 27.08.1980
Världens hårdaste material
Diamant är hårt — endast få vet hur hårt. Det nästhårdaste materialet, syntetiskt framställd bornitrid är endast hälften så hårt som diamant. Korund, det nästhårdaste i naturen förekommande materialet, är endast en femtedel så hårt som diamant.
e Den första hårdhetsskalan för mineraler uppställdes år 1812 av en tysk minerolog vid namn Mohs. Genom alt skrapa olika mineraler med eggverktyg uppställde han 10 ”standardmineraler” i inbördes hårdhetsordning. Dessa kunde sedan tjäna som jämförelsematerial för alla övriga mineraler vars hårdhet sälunda kunde klassificeras.
Men med denna metod erhålls inget mål på härdhet. Först på 1930-talet infördes två nya metoder. Den ena gick ut på att en pyramidformad diamant pressades mot mineralprovet varvid det permanenta avtrycket — förorsakat av tryck med en given kraft som erfordrades för att diamantspetsen skulle efterlämna en permanent deformation, uppmättes.
Idag bestäms hårdheten hos ett material främst med mekaniska mätmetoder. Al bestämma hårdheten efter styrka och orientering av dess atombindningar är inte praktiskt genomförbart.
Diamantens uppkomst
Diamant formas av kol under högt tryck genom att kol omvandlas från en kristallin form till en annan. När diamant tillverkas på konstgjord väg är utgångsmaterialet grafit. I grafiten är atomerna starkt bundna till varandra i hexagoner (sexhörningar) ordnade i plan. [ dessa plan är atomerna så hårt bundna till varandra att om hårdhoeten skulle beaktas endast i planets utsträckning, skulle graftt vara det hårdaste mauerialet i världen d v s hårdare än diamant. Men planen är mycket löst bundna till varandra — en egenskap som möjliggör att grafit tex kan användas som torrsmörjmedel. För au diamant skall bildas ur grafit fordras ett tryck på 70 kilobar och ca 20009C temperatur. Dessutom krävs förutom grafit vissa metaller som t ex järn, krom eller mangan. Deras betydelse i framställningsprocessen är inte helt klar, men det är troligt at de fungerar som katalysatorer.
FORUM 12/8 in ter används för slipning, sk Å 2, polering — eller till s . [6] irferas diamanter som senare blir sn en.
Star of Sierra Leone (tv), en av de största diamanter som man någonsin träffat på.
Diamant formas av kol under högt tryck genom att kol omvandlas en kristallin form till en annan.
59
Diamantens struktur
Genom sin hexagonala planstruktur kommer varje kolatom i grafiten att binda tre andra kolatomer i samma plan. Men atombindningarna mellan atomerna i de olika planen är mycket svaga. I en diamant är varje atom bunden lika hårt till fyra andra utspridda i det tredimensionella rummet. Diamantens struktur kallas för kubisk eftersom enhetscellen i en kristall är en kub. Den består av en atom i varje oktaederhörn och en i mitten.
Atomernas placering ger upphov till diamanternas olika kristallformer. Dodekaeder, oktaeder eller de kubiska planen är de vanligaste ytorna.
Diamanten klyvs lättast längs med oktaederplanet. När en diamantslipare skall dela en diamantkristall bestämmer han först kristallplanens vinkling. Scdan placerar han klyvverklygets egg parallellt med et1 oktaedriskt plan. Eggen ”skär” inte diamanten. Ett slag på verktyget får diamanten all klyvas längs det utvalda planet.
Klyvning
Diamant är den bästa värmeledaren man känner till. I rumstemperatur leder diamant värme fem gånger bättre än silver och koppar vilka är de bästa värmeledande metallerna. I metallerna
Handbok om marknadsföring i Kina.
Den är skriven för dig som arbetar med export. Antingen du sitter på ett företag eller en reklambyrå. Du kan läsa om villkoren för att starta företag i de nyöppnade industrizonerna, Du kan gå igenom media, Det finns prislistor för reklam i press, radio och TV. Och du kan ta del av två kampanjmodeller, en för industrivaror och en för banker.
Handboken är i A4 och på drygt 100 sidor. Den kostar inte mer än en normal konsulttimme. Förhoppningsvis ska den göra nytta för
Ange önskat antal exemplar. = ex, svenska. Första ex. 295 Skr.
Följande ex. 195 Skr.
leds värmen av de fria elektronerna som driver igenom kristallstrukturen. I diamant och andra mycket härda material finns det inga fria elektroner. Värmen fortplantar sig ungefär som ljudet dvs vibrationsrörelsen överförs från en partikel till en annan. Värmeledningsförmägan minskar emellertid snabbt vid förekomsten av orenheter.
De flesta goda värmeledare — - såsom metallerna, är goda elledare. Men såsom avsaknaden av fria elektroner antydde är diamant i motsats till metallerna och andra kolformer, en isolator.
Värmeledare och isolator Denna cgenskapskombinatio värmeledare och isolator — gör diamanten intressant inom halvledartekniken. Där skulle den ersätta den dåligt värmeledande kiseln varvid inympade transistorer och mikroelement kunde arbeta snabbare utan att överhettas. Svårigheterna med att framställa tillräckligt rena kristaller har tills vidare varit det största hindret för att utveckla tekniken vidare.
Diamant”chips”
Diamanter används för slipning. skärning, formning eller polering. Diamant är i ex det enda ämne som är tillräckligt hårt för att kunna vässa verktyg av cementerad volframkarbid. Slipverktyg för hårda material består a fina dimanter och kubiskt bornitridpulver som cementerats eller sintrats ihop till matertalstycken.
Med dessa verktyg kan diamantens härdhet utnyttjas utan risk för spjölkning.
En annan fördel med diamant och andra superhärda material är att de arbetar bäst vid höga skärhastigheter.
Diamant reagerar emellertid med luft och med järn i ferritiska metaller vid höga temperaturer. I sädana fall föredras kubiskt bornitrid eftersom det inte påverkas av den 800 900900 värme som kan uppstå vid mekanisk bearbetning.
Diamanter i industrin
Man kan fråga sig om det är möjligt att upptäcka eller tillverka ett material hårdare än diamant. I princip är detta inte omöjligt. Det gäller då att finna ett ämne vars atomer är symmetriskt bundna i ett mönster och som har större bindningsenergi än kolatomerna I diaman.
Men ingen form av ell sådant ämne kan förutses med dagens kunskap. Och eftersom grundämnena i det periodiska systemet redan är ganska välkända förefaller sannolikheten att man skall kunna upptäcka eller tillverka ett sådant ämne i framtiden liten.
Ulf Gustafsson C mänga fler.
Kristinelundsgatan 5, S-41137 Göteborg, Sverige. Telefon: O31-187050
ANSON
MARKETING
Företa ex, engelska. Första ex. 345 Skr. Postadress CD Följande ex, 245 Skr.
Expeditionsavgift tlkommer, i Sverige dessutom moms.