martes, 20 de enero de 2015

EL DIAMANTE SINTÉTICO MAS DURO DEL MUNDO



Los investigadores de la Universidad de Yanshan han hecho el diamante sintético mas duro de la historia. 
El nuevo diamante fue sometido a una serie de pruebas para demostrarlo, la misma que fuera realizada otros diamantes sintéticos y naturales.




Los resultados:


De acuerdo con el efecto Hall-Petch la dureza del diamante puede ser mejorada por la nanoestructuración, por medio de microestructuras nanograined y nanotwinned. 




2
El tamaño de los granos están técnicamente limitados a 10-30 nm con estabilidad térmica degradada en comparación con la de un diamante natural. 




3
El reciente éxito en la síntesis de nanotwinned del nitruro de boro cúbico (nt-CBN) con un espesor de hasta 3,8 nm hace que sea factible alcanzar simultáneamente menor tamaño, super dureza y estabilidad térmica superior. 




4
Los diamantes Nanotwinned, nt-diamante, no se han fabricado con éxito a por las conversiones directas de diversos precursores de carbono, como el grafito, carbono amorfo, carbono vítreo y C60.




5
El material sintético puro a granel muestra dureza sin precedentes y estabilidad térmica, con dureza Vickers hasta 200 GPa y una resistencia a la oxidación en el aire a una temperatura de más de 200° C, superior a la del diamante natural. 




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La creación de microestructuras nanotwinned ofrece una vía general para la fabricación de nuevos materiales basados ​​en carbono con estabilidad térmica excepcional y propiedades mecánicas increíbles.




Diamond-material gráfico





Los investigadores ahora están recurriendo a los diamantes sintéticos para superar muchos de los problemas causados ​​por los diamantes naturales. 

Por otra parte, los diamantes naturales producen cristales individuales que tienden a trabajar de manera desigual, a pesar de que las características del material comprimido es muy fuerte, siempre es aconsejable buscar una alternativa.




"Cuanto menor sea el grano, más difícil de crear el diamante."

Los diamantes sintéticos pueden ser hechos como un cristal único o como un policristalino o incluso un material nanocristalino. 




Los diamantes policristalinos, PCD, se forman a partir de pequeños granos de diamante, tan pequeños que miden decenas de nanómetros de diámetro, que han sido fusionados juntos bajo condiciones de alta presión y alta temperatura.




Entonces, cómo se hace el diamante más fuerte del mundo?




Los investigadores usan nanopartículas de carbono dispuestas en capas y las someten a altas presiones y temperaturas. 
Las partículas fueron dispuestas en pares de 5 nanómetros de tamaño. 
El diamante nanotwinned resultante demostró notable estabilidad térmica y dureza.




Luego, los investigadores aplicaron grandes cantidades de presión en el diamante y se encontró que era capaz de soportar hasta 200 gigapascales, que es alrededor de 1,9 millones de atmósferas. 




Esta prueba mostró que es dos veces más fuerte como un diamante natural.

Después de las pruebas de presión, los investigadores hicieron pruebas para comprobar qué tipo de resistencia a la temperatura podrían aguantar antes de la oxidación. 




Los resultados mostraron que el diamante sintético comenzó a oxidarse a temperaturas entre 980-1056ºC, que es de alrededor de 200ºC más alta que la del diamante natural.




Estos resultados podrían allanar el camino para la creación de un nuevo material súper resistente que podría beneficiar a todos los diferentes tipos de sectores de la industria de la ingeniería, exploración espacial, minería, producción de energía y mucho más.





Fernando Gatto
Kaia Joyas Uruguay

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