Il diamante non è il materiale più duro!

[lowenz]

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]

Molto affascinante sta cosa, sarei curioso di sapere la durezza di sta lonsdaelite in HRC...sempre che possa essere misurata su sta scala...

[gigio2005]

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]

O__O

[icoborg]

ma nn era l'adamantio?

[marchigiano]

altre caratteristiche tecniche?

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

[fabrylama]

Originariamente inviato da marchigiano

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]

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]

Originariamente inviato da marchigiano

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]

Originariamente inviato da marchigiano

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]

non a caso la prima cosa che ho scritto è stata:

Originariamente inviato da marchigiano

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]

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]

un diamante non è per sempre

[Micene.1]

Originariamente inviato da marchigiano

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]

Originariamente inviato da Italia 1

Il diamante è sempre stato il materiale piu duro e lo è ancora....... ma in natura !!

falso, io ho qualcosa di più duro

[laico79]

Originariamente inviato da dupa

falso, io ho qualcosa di più duro

Anche io, il cervello di alcuni individui.

[Dr Nick Riviera]

Originariamente inviato da gigio2005

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?!

Originariamente inviato da Dr Nick Riviera

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

si dice stato allotropico

[entanglement]

Originariamente inviato da killercode

un diamante non è per sempre

un diamante è stabile cineticamente ma instabile termodinamicamente

[Banus]

Originariamente inviato da Dr Nick Riviera

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