Boridy rhénia a osmia poškrábou i diamant

Tvrdost krystalů závisí i na jejich orientaci.

Vědecký pracovník Fyzikálního ústavu Akademie věd České republiky RNDr. Antonín Šimůnek, CSc. dosáhl významného pokroku v pochopení mechanismu ovlivňujícího tvrdost materiálů. Tento výsledek základního výzkumu je nezvratně cenný pro rozsáhlou aplikaci v průmyslu. Důležitost objevu indikuje také článek What Makes It So Hard Dona Monroe v Physical Review Focus, který Vám volně přeložený předkládáme.

Proč je tvrdost krystalů závislá na jejich orientaci?
Nedávno uměle připravené krystaly ReB2 a osmia OsB2 jsou dostatečně tvrdé, aby se jimi poškrábal i povrch diamantu. Tuto velkou tvrdost, supertvrdost, však projevují pouze v některých směrech, při jiné orientaci krystalů je jejich tvrdost mnohem menší. Tuto neobvyklou vlastnost objasňuje teorie Antonína Šimůnka z Fyzikálního ústavu AV ČR v článku publikovaném v prestižní sekci Rapid Communications v srpnovém čísle amerického časopisu
Physical Review. Poměrně jednoduchá teorie může pomoci při vyhledávání dalších nových supertvrdých materiálů.

Tvrdost a pružnost materiálu jsou odlišné veličiny popisující vlastnosti pevné látky. Pružnost popisuje odpor materiálu při takovém stlačování či roztahování látky, při kterém se po uvolnění působících sil materiál vrátí zpět do původního tvaru podobně jako pružina po svém roztažení nebo stlačení. Naproti tomu tvrdost je veličina, která popisuje nevratnou změnu původního tvaru, jeho odpor vůči poškození způsobeném z mikroskopického pohledu posunutím atomů látky do jiných stabilních poloh. Tvrdost krystalu se měří pomocí zatím nejtvrdší známé látky, krystalkem diamantu a je experimentálně určena poměrem velikosti síly, kterou diamantovým hrotem působíme na povrch látky a velikostí plošného poškození povrchu měřeného vzorku. Od roku 2005 jsou na světě uměle připravovány látky s velkou tvrdostí mezi něž patří také diboridy těžkých tranzitivních kovů, diborid rhenia ReB2 a osmia OsB2.
Tvrdost těchto krystalů se přibližuje tvrdosti diamantu, jejich výhodou ovšem je, že ve srovnání s diamantem není při jejich výrobě zapotřebí tak vysokých teplot a tlaků a lze je využívat i tam, kde diamant použít nelze. Pozoruhodnou vlastností těchto diboridových krystalů ovšem je, že jejich tvrdost velice záleží na orientaci jejich krystalů vůči působícím silám. Krystaly tedy projevují velmi silnou anizotropii tvrdosti jejíž pochopení dosud chybělo.

tisková zpráva AV ČR

Mimořádně jasný bolid z 5. ledna 2020 nad Německem a Polskem podrobně zachycený Českou částí Evropské bolidové sítě

V časných ranních hodinách krátce po čtvrté hodině v neděli 5. ledna 2020 upoutal pozornost …

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close