Finnes det materialer hardere enn diamant?

Finnes det materialer hardere enn diamant?

Ja. Selv om det forekommer naturlig, forblir ren diamant standarden for hardhet i den naturlige verden, flere syntetiske eller spesielt strukturerte materialer har en hardhet som overstiger diamantens (naturlig diamant har vanligvis en Vickers-hardhet på omtrent 70–100 GPa).

 

I. Materialer som allerede er masse-produsert eller syntetisert i bulk, som overgår diamant i hardhet:
1. 1 Lonsdaleite (sekskantet diamant)
Sammensatt av elementært karbon-akkurat som vanlig diamant-Lonsdaleite har et sekskantet gitterarrangement i stedet for den kubiske strukturen som finnes i standard diamant.
Syntetiske bulkprøver med høy-renhet har oppnådd en hardhet på 155 GPa-40 % til 58 % hardere enn diamant. (Merk: Naturlig forekommende Lonsdaleite, vanligvis funnet i meteoritter, inneholder mange urenheter og viser følgelig lavere hardhet.)

 

I 2025 syntetiserte et innenlandsk forskerteam vellykket millimeter-skala, rene-fase bulkprøver av Lonsdaleite. Utviser overlegen varmebestandighet og skjærstyrke sammenlignet med diamant, lover det som et fremtidig råmateriale for avanserte industrielle slipemidler og hardt skjærende verktøy.

 

1.2 Nanotvinnet diamant (Utviklet av Tian Yongjun-teamet ved Yanshan University)
Ved å raffinere vanlig diamant til en nanoskala, ultrafin nanovinnet struktur, har forskere oppnådd en hardhet på over 200 GPa. Dette materialet representerer for øyeblikket diamantvarianten med det høyeste potensialet for industriell bruk blant alle superharde materialer, og små-batchproduksjon er allerede implementert. ytelsen overgår betydelig ytelsen til naturlig enkelt-diamant.

 

1.3 Wurtzite Boron Nitride (wBN)
En høytrykkspolymorf av sekskantet bornitrid, wBN, har en Vickers-hardhet på 75–85 GPa. Under høye-trykksforhold er den i stand til å skrape diamanter. Videre er den svært motstandsdyktig mot varme og reagerer ikke med stållegeringer, noe som gjør den enormt overlegen diamant-baserte verktøy for bearbeiding av jernbaserte-arbeidsstykker.

 

2. Teoretisk eller spore-laboratoriesynteser

(Foreløpig ikke mulig for masseproduksjon, men har ekstremt høy hardhet)

Karbyn (eller polyacetylen):

• Dette materialet består av karbonatomer ordnet i en lineær, enkelt-kjedestruktur. Teoretisk er hardheten beregnet til å være 30 til 40 ganger den for diamant, og dens strekkfasthet er omtrent 200 ganger den for stål. Imidlertid viser den ekstremt dårlig kjemisk stabilitet og kan foreløpig bare bevares i spormengder når den er innkapslet i karbon-nanorør, noe som gjør den uegnet for praktiske, bulk--materialeanvendelser.

 

Høytrykksfortettet karbon nanorør:{{0}

• Mens hardheten deres ved omgivelsestrykk er lavere enn for diamant, når hardheten deres etter fortetting under et høyt trykk på 75 GPa 240 GPa-omtrent fire ganger den for diamant. Foreløpig kan de bare syntetiseres under ekstreme laboratorieforhold.

 

3. Forveksles ofte med: Cubic Boron Nitride (cBN)
Standard kubisk bornitrid har en hardhet på 50–55 GPa. Dette er litt lavere enn for diamant, men det rangerer rett under det, noe som gjør det til det nest mest brukte superharde slipemidlet i industrien (vanligvis brukt i steinbearbeiding og skjæreverktøy).