الرئيسيةعريقبحث

ألماس فوق عادي

Popigai nanodiamonds.jpg

ألماس فوق عادي أو (قضبان الألماس المجمعة المتناهية الدقة) (Aggregated Diamond Nano Rods)‏ أو أختصاراً ADNRs هي سلسلة بلورات ماسية متناهية الدقة تشكل نوعا من الألماس الذي يوصف بأنه الأصلب والأقل قابلية للضغط من بين المعادن المعروفة حتى الآن، وأنتج بواسطة ضغط الجرافيت في 2003 حيث وجد أنه أصلب من ألماس العادي [1]. ويقدر معامل الحجم له بـ 491 جيجا باسكال، بينما يقدر عامل الثبات الحراري الحجمي للماس العادي بـ 442 جيجا باسكال. وهذه النتائج تم الاستدلال عليها من خلال نتائج حيود الأشعة السينية عند قذف الماس العادي وفوق العادي بها، كما أفادت نتائج التجربة بأن للماس فوق العادي كثافة تزيد عن الماس العادي بـ 0.3 %.[2]، وفيما بعد تم وصف الماس فوق العادي بأنه أصلب وأكثر قوة من الماس العادي مع مقاومة سطحية فريدة في ارتفاعها".[3]

و بالنسبة للماس العادي النقي فأن درجة صلابة سطحه تتراوح بين 167+/- 6 جيجا باسكال عند قياسها من خلال تجربة الخدش بحد قاطع من الماس فوق العادي [4]، بينما تقدر درجة صلابة الماس فوق العادي بـ 310 جيجا باسكال عند اخضاعه لنفس التجربة، وبما أن نتائج هذه التجربة تكون أكثر دقة عندما يكون الحد القاطع أصلب من العينة المخدوشة فإننا نتوقع نتيجة صلابة أقل من 310 جيجا باسكال للماس فوق العادي فيما لو وجد حد قاطع أصلب منه.

يتم إنتاج الماس فوق العادي عن طريق ضغط البودرة الفلورية وهي الشكل الصلب لـ allotropic carbon fullerene و هناك وسيلتان لتحقيق ذلك : الأولى عبر استخدام مايطلق عليه " خلية السندان الألماسي " حيث يتم تعريضها لضغط عالي يعادل 37~ جيجا باسكال بدون تعريض الخلية للحرارة[5] والثانية عبر تعريض الخلية لضغط منخفض نسبيا (2 – 20) جيجا باسكال مع درجة حرارة عالية جدا (300 – 2500) كالفن.[6][7][8][9].

تمت ملاحظة الصلابة الشديدة للماس فوق العادي لأول مرة على يد الباحثين في سنوات التسعينات من القرن الماضي.[6][7][8][9].[4][5] والمادة هي عبارة عن سلسلة من القضبان الماسية متناهية الدقة والمترابطة فيما بينها بقوة شديدة، ويتراوح قطر هذه القضبان بين (5 – 20) نانوميتر مع طول يقارب 1 ميكرومتر.

المراجع

  1. إيرفيون, تيتسيو; كوريو, أياكو; ساكاموتو, شيزو; إينو, تورو; سوميا, هيتوشي (2003). "المواد: ألماس فائق الصلادة متعدد البلورات من الجرافيت". Nature. 421: 599. doi:10.1038/421599b.
  2. Dubrovinskaia, Natalia; Dubrovinsky, Leonid; Crichton, Wilson; Langenhorst, Falko; Richter, Asta (2005). "Aggregated diamond nanorods, the densest and least compressible form of carbon". Applied Physics Letters. 87: 083106. doi:10.1063/1.2034101.
  3. Dubrovinskaia, Natalia; Dub, Sergey; Dubrovinsky, Leonid (2006). "Superior Wear Resistance of Aggregated Diamond Nanorods". Nano Letters. 6: 824. doi:10.1021/nl0602084.
  4. Blank, V (1998). "Ultrahard and superhard phases of fullerite C60: Comparison with diamond on hardness and wear" ( كتاب إلكتروني PDF ). Diamond and Related Materials. 7: 427. doi:10.1016/S0925-9635(97)00232-X. مؤرشف من الأصل ( كتاب إلكتروني PDF ) في 15 يونيو 2013.
  5. Blank, V; Popov, M; Buga, S; Davydov, V; Denisov, V; Ivlev, A; Marvin, B; Agafonov, V; Ceolin, R (1994). "Is C60 fullerite harder than diamond?". Physics Letters A. 188: 281. doi:10.1016/0375-9601(94)90451-0.
  6. Kozlov, M (1995). "Superhard form of carbon obtained from C60 at moderate pressure". Synthetic Metals. 70: 1411. doi:10.1016/0379-6779(94)02900-J.
  7. Blank, V (1995). "Ultrahard and superhard carbon phases produced from C60 by heating at high pressure: structural and Raman studies". Physics Letters A. 205: 208. doi:10.1016/0375-9601(95)00564-J.
  8. Szwarc, H; Davydov, V; Plotianskaya, S; Kashevarova, L; Agafonov, V; Ceolin, R (1996). "Chemical modifications of C under the influence of pressure and temperature: from cubic C to diamond". Synthetic Metals. 77: 265. doi:10.1016/0379-6779(96)80100-7.
  9. Blank, V (1996). "Phase transformations in solid C60 at high-pressure-high-temperature treatment and the structure of 3D polymerized fullerites". Physics Letters A. 220: 149. doi:10.1016/0375-9601(96)00483-5.

موسوعات ذات صلة :