Există materiale mai dure decât diamantul?

Există materiale mai dure decât diamantul?

Da. Deși este natural, diamantul pur rămâne punctul de referință pentru duritate în lumea naturală, mai multe materiale sintetice sau special structurate au o duritate care o depășește pe cea a diamantului (diamantul natural are de obicei o duritate Vickers de aproximativ 70-100 GPa).

 

I. Materiale deja în masă-produse sau sintetizate în vrac, depășind duritatea diamantului:
1. 1 Lonsdaleit (Diamant Hexagonal)
Compus din carbon elementar-la fel ca diamantul obișnuit-Lonsdaleitul prezintă un aranjament hexagonal de rețea, mai degrabă decât structura cubică găsită în diamantul standard.
Probele de mare-puritate sintetică în vrac au atins o duritate de 155 GPa-40% până la 58% mai dure decât diamantul. (Notă: Lonsdaleitul natural, găsit de obicei în meteoriți, conține numeroase impurități și, în consecință, prezintă o duritate mai mică.)

 

În 2025, o echipă de cercetare națională a sintetizat cu succes mostre în vrac la scară milimetrică-, pur- de Lonsdaleit. Prezentând o rezistență superioară la căldură și rezistență la forfecare în comparație cu diamantul, este promițător ca materie primă viitoare pentru abrazivi industriali de ultimă generație și unelte de tăiere dure.

 

1.2 Nanotwinned Diamond (dezvoltat de echipa Tian Yongjun de la Universitatea Yanshan)
Prin rafinarea diamantului obișnuit într-o structură nanotwinned ultrafină la scară nanometrică, cercetătorii au obținut o duritate care depășește 200 GPa. Acest material reprezintă în prezent varianta de diamant cu cel mai mare potențial de aplicare industrială dintre toate materialele superdure, iar producția de loturi mici-a fost deja implementată cu succes; performanța sa o depășește semnificativ pe cea a diamantului natural cu un singur cristal.

 

1,3 nitrură de bor wurtzită (wBN)
Un polimorf-de înaltă presiune de nitrură de bor hexagonală, wBN posedă o duritate Vickers de 75–85 GPa. În condiții de-înaltă presiune, este capabil să zgârie diamantul. În plus, este foarte rezistent la căldură și nu reacționează cu aliajele de oțel, făcându-l cu mult superioară sculelor pe bază de diamant-pentru prelucrarea pieselor pe bază de fier-.

 

2. Sinteze de laborator teoretice sau la scară de urme-

(În prezent, nu este fezabil pentru producția de masă, dar posedă o duritate extrem de mare)

Carbyne (sau poliacetilenă):

• Acest material este alcătuit din atomi de carbon aranjați într-o structură liniară, cu un singur lanț-. Teoretic, duritatea sa este estimată a fi de 30 până la 40 de ori mai mare decât a diamantului, iar rezistența sa la tracțiune este de aproximativ 200 de ori mai mare decât a oțelului. Cu toate acestea, prezintă o stabilitate chimică extrem de slabă și în prezent poate fi păstrat doar în urme atunci când este încapsulat în nanotuburi de carbon, făcându-l inadecvat pentru aplicații practice de materiale-vrac.

 

Nanotuburi de carbon-densificate la presiune înaltă:

• În timp ce duritatea lor la presiunea ambientală este mai mică decât cea a diamantului, după densificare la o presiune mare de 75 GPa, duritatea lor ajunge la 240 GPa-aproximativ de patru ori mai mare decât a diamantului. În prezent, ele pot fi sintetizate doar în condiții extreme de laborator.

 

3. Frecvent confundat cu: nitrură de bor cubică (cBN)
Nitrura de bor cubică standard posedă o duritate de 50-55 GPa. Acesta este puțin mai mic decât cel al diamantului, dar se situează imediat sub acesta, făcându-l al doilea cel mai utilizat abraziv superdur în industrie (utilizat în mod obișnuit în prelucrarea pietrei și sculele de tăiere).