PDA

View Full Version : Il diamante non è il materiale più duro!


lowenz
14-02-2009, 11:04
http://physicsworld.com/cws/article/news/37798

For millennia diamonds have been well established as the hardest material in nature. Then two years ago, a composite material containing the mineral wurtzite BN was shown to have the same resistance to indentation as diamond.

Now, theoretical work by researchers in China and the US suggests that pure wurtzite BN is significantly harder than diamond. They also predict that Lonsdaleite — with a structure closely related to wurtzite — could be transformed under pressure to become 58% harder than diamond, a new world record (PRL:102.05503).

Hong Sun of Shanghai University and his colleagues report that the very act of indenting wurtzite-BN can force it to undergo a phase transformation into a new crystalline structure with super strength.

A new phase

A material’s hardness is usually taken as a measure of its resistance to external forces. The classic field test is to determine relative “indentation hardness” by crunching together two materials; the harder does the indenting and the weaker gets indented. The fact that diamond has always won these battles is related to its strong, stable carbon lattice, which most commonly takes the form of an octahedron.

Two years ago diamond finally met its match when a small quantity of composite containing the little known wurtzite BN (w-BN) was shown to have the same level of indentation hardness as diamond. Because all other minerals in the composite were known to be significantly weaker than diamond, it led researchers to believe that w-BN may be may possess hardness superior to diamond.

Sun and colleagues focussed on w-BN’s hexagonal crystalline structure, and its stress response to indentation loading. This paid off when their calculations showed w-BN to undergo a structural phase transition when subject to high pressures. The crystal volume remained unchanged but a “bond flip” led to a much increased resistance to indentation.

Armed with this theoretical explanation, the researchers then extended their theory to the related mineral Lonsdaleite. They predict that this naturally-occurring material can be compressed into an even stronger crystalline lattice that 58% more resistant to indentation than diamond.

A machinist’s best friend?

Given the usefulness of diamonds for industrial cutting but their high prices, a lot of practical and theoretical research has gone into finding materials that are as hard and thermally stable as diamond. Lonsdaleite certainly has the strength, according to this new research, but the main problem is its scarcity in nature. “Lonsdaleite and w-BN exist in these metastable structures but they need to overcome the very high potential barriers to transform,” said Sun.

“The kind of heat and pressures needed to produce Lonsdaleite requires the kind energies associated with meteorite collisions,” said Phil Bland, a rock mechanics researcher at Imperial College. Indeed until now naturally-occurring Lonsdaelite has only been found at impact craters like Tunguska in Russia and the Ries crater in southern Germany.

Given this drawback, Sun told physicsworld.com that his team intends to look for ways to produce Lonsdaleite and related materials by artificial processes. “With the fast development of nano science, one might be able to design and synthesize any new kind of artificial materials in the future. The possibility is unlimited,” he said.

Doraneko
14-02-2009, 11:45
Molto affascinante sta cosa, sarei curioso di sapere la durezza di sta lonsdaelite in HRC...sempre che possa essere misurata su sta scala...

gigio2005
14-02-2009, 11:56
forse dall'articolo si puo' intendere che il materiale sia wurtzite (solfuro di zinco) + nitruro di boro....
invece si tratta unicamente di nitruro di boro con la struttura cristallina della wurtzite...

elevul
14-02-2009, 12:13
O__O

icoborg
14-02-2009, 12:23
ma nn era l'adamantio? :asd:

marchigiano
14-02-2009, 13:17
altre caratteristiche tecniche?

sarebbe comodo se potesse essere usata per contenere il nucleo di una fusione nucleare... si potrebbero fare le centrali finalmente

fabrylama
14-02-2009, 13:26
sarebbe comodo se potesse essere usata per contenere il nucleo di una fusione nucleare...

WTF??
secondo te ste coso resiste a 100 000 000K?

marchigiano
14-02-2009, 13:41
non è che ci devi appoggiare il nucleo come un sopramobile in salotto... però dato che fino oggi il problema della fusione era dei materiali poco resistenti, se questo regge di più si possono usare campi magnetici meno intensi e quindi aumentare l'efficienza della fusione no?

esempio l'ITER

http://it.wikipedia.org/wiki/ITER

se vedete la foto penso che con un materiale più resistente si potrebbe fare più piccolo e quindi più efficiente oltre che meno costoso però bisogna vedere oltre la durezza... la conduzione termica elettrica l'elasticità e come reagisce alle varie sollecitazioni...

Doraneko
14-02-2009, 13:55
non è che ci devi appoggiare il nucleo come un sopramobile in salotto... però dato che fino oggi il problema della fusione era dei materiali poco resistenti, se questo regge di più si possono usare campi magnetici meno intensi e quindi aumentare l'efficienza della fusione no?

esempio l'ITER

http://it.wikipedia.org/wiki/ITER

se vedete la foto penso che con un materiale più resistente si potrebbe fare più piccolo e quindi più efficiente oltre che meno costoso però bisogna vedere oltre la durezza... la conduzione termica elettrica l'elasticità e come reagisce alle varie sollecitazioni...

mmm...questo materiale ha il solo vantaggio di essere durissimo, non sappiamo come reagisca a sollecitazioni termiche, ecc...

gigio2005
14-02-2009, 13:56
non è che ci devi appoggiare il nucleo come un sopramobile in salotto... però dato che fino oggi il problema della fusione era dei materiali poco resistenti, se questo regge di più si possono usare campi magnetici meno intensi e quindi aumentare l'efficienza della fusione no?

premesso che durezza e resistenza sono due proprietà meccaniche DIVERSE


non credo che un 50% di durezza in piu' sia il discriminante per poter essere utilizzato o meno come guscio per la fusione..... altrimenti avrebbero dovuto gia' provare col diamante

e comunque se ho capito bene...per produrre questo tipo di materiale servono pressioni inimmaginabili

marchigiano
14-02-2009, 14:16
non a caso la prima cosa che ho scritto è stata:

altre caratteristiche tecniche?

il diamante per es. è un ottimo conduttore termico ma non elettrico, inoltre non è assolutamente elastico (termine non tecnico scusate, non mi ricordo quello giusto)

bisogna vedere anche il comportamento a livello atomico dato che ci sono forti flussi di elettroni neutroni fotoni ecc...

Italia 1
14-02-2009, 15:05
Il diamante è sempre stato il materiale piu duro e lo è ancora....... ma in natura !! E' un pezzo che ci sono materiali piu duri !!!

killercode
14-02-2009, 16:21
un diamante non è per sempre :asd:

Micene.1
14-02-2009, 17:07
non a caso la prima cosa che ho scritto è stata:



il diamante per es. è un ottimo conduttore termico ma non elettrico, inoltre non è assolutamente elastico (termine non tecnico scusate, non mi ricordo quello giusto)

bisogna vedere anche il comportamento a livello atomico dato che ci sono forti flussi di elettroni neutroni fotoni ecc...

tenace..ovvero è fragile

dupa
14-02-2009, 17:13
Il diamante è sempre stato il materiale piu duro e lo è ancora....... ma in natura !!
falso, io ho qualcosa di più duro :O

laico79
14-02-2009, 17:31
falso, io ho qualcosa di più duro :O
Anche io, il cervello di alcuni individui.:D

Dr Nick Riviera
14-02-2009, 20:40
forse dall'articolo si puo' intendere che il materiale sia wurtzite (solfuro di zinco) + nitruro di boro....
invece si tratta unicamente di nitruro di boro con la struttura cristallina della wurtzite...

Ma se deriva dalla grafite non è una diversa conformazione del carbonio?!

85francy85
14-02-2009, 21:19
Ma se deriva dalla grafite non è una diversa conformazione del carbonio?!

:nono: :nono: si dice stato allotropico :O :O

:asd:

entanglement
15-02-2009, 10:33
un diamante non è per sempre :asd:

un diamante è stabile cineticamente ma instabile termodinamicamente :D :D

Banus
15-02-2009, 12:50
Ma se deriva dalla grafite non è una diversa conformazione del carbonio?!
E' la lonsdaleite (l'altro minerale citato nell'articolo) a derivare dalla grafite ;)

Dr Nick Riviera
15-02-2009, 13:03
E' la lonsdaleite (l'altro minerale citato nell'articolo) a derivare dalla grafite ;)

E' quello che ho detto, ma qualcuno ha parlato di boro.

PS: Rispondiamo alla domanda e non allo studio della morfologia della frase (tipo "si dice stato allotropico".. semmai si può dire in un termine "stato allotropico" ma vabbè di queste cose ne ho già discusso a suo tempo in altri topic)

Banus
15-02-2009, 14:12
E' quello che ho detto, ma qualcuno ha parlato di boro.
Lo studio parla di due minerali, la wurzite "BN" (nitruro di boro con la struttura della wurzite) e la lonsdaleite. La prima è composta da boro/azoto, la seconda da carbonio, anche se hanno la stessa struttura cristallina.
Gigio2005 si riferisce ovviamente al primo. Ora capisco anche perché ha voluto precisare: il termine "wurzite" può indicare sia un minerale (http://en.wikipedia.org/wiki/Wurtzite) sia una struttura cristallina (http://en.wikipedia.org/wiki/Wurtzite_(crystal_structure)), e nell'articolo il termine ha evidentemente il secondo significato.

Mirax
15-02-2009, 14:25
"il diamante non è per sempre,è solo cinematicamente impedito" . cit :asd:

Dr Nick Riviera
15-02-2009, 19:14
Lo studio parla di due minerali, la wurzite "BN" (nitruro di boro con la struttura della wurzite) e la lonsdaleite. La prima è composta da boro/azoto, la seconda da carbonio, anche se hanno la stessa struttura cristallina.
Gigio2005 si riferisce ovviamente al primo. Ora capisco anche perché ha voluto precisare: il termine "wurzite" può indicare sia un minerale (http://en.wikipedia.org/wiki/Wurtzite) sia una struttura cristallina (http://en.wikipedia.org/wiki/Wurtzite_(crystal_structure)), e nell'articolo il termine ha evidentemente il secondo significato.

Ottimo, grazie.. era sta cosa che mi era sfuggita e mi aveva confuso le idee.

ozeta
15-02-2009, 19:57
un diamante è stabile cineticamente ma instabile termodinamicamente :D :D

eh? :eek:

Mirax
16-02-2009, 07:57
eh? :eek:

un diamante si "trasforma" in grafite poiochè il suo DeltaG è negativo(termodinamicamente instabile),però impiega migliaia di anni a fare questa trasformazione(cinematicamente stabile).