Kövess minket!

NewsletterGoogle+RSS
Feliratkozom a heti hírlevélre

Utolsó hozzászólások

2017. 07. 27. - 09:10KGabi

Mi is tudunk munkát adni: mérnököknek  Jooble 

2017. 06. 20. - 20:31Hitetlen Tamás

Ez a cikk egy idealista naíva.

A cél dátum 2067-2117. A holdrajutás 1968(?) Marsra még csak szonda és robot jutott.

A Bioszféra 2 program megbukott. Voltak sikeresebb kísérletek, de kísérletek.

2017. 05. 23. - 09:12Anonymous

Hiya very cool web site!! Guy .. Excellent .. Superb

.. I'll bookmark your blog and take the feeds also? I'm satisfied to find numerous helpful info here in the put

up, we need develop extra techniques on this regard, thank you for sharing.

. . . . .

Új, szuperkemény, hőálló „üveg”

2017.04.04.
A miniatűr ablak ellenáll az 1400 ⁰C-os hőmérsékletnek, és majdnem olyan kemény, mint a gyémánt.

Kutatók egy olyan rendkívül kemény és hőálló anyagot állítottak elő, amely ráadásul átlátszó is. Mindez magas hőmérsékleten és rendkívül magas nyomáson sikerülhetett. A világ harmadik legkeményebb anyagából készült kis korongok még 1000 ⁰C-os hőmérséklet felett is stabilak, így hőállóságuk nagyobb, mint a gyémánté.

A szilícium-nitrid (Si3N4) rendkívül kemény. Csak két olyan anyag van, ami még keményebb: a gyémánt és a gyakran csiszolóanyagként használt bór-nitrid. Keménysége miatt a szilícium-nitridet golyóscsapágyakhoz, vágószerszámokhoz, valamint az autóiparban és a repülőgépgyártásban motoralkatrészekhez használják. A kívánt alkatrészeket úgy állítják elő, hogy a por alakú alapanyagot nagy nyomáson és hőmérsékleten megfelelő alakúra préselik. Így jön létre a „hexagonális” szilícium-nitrid. 

A normál szilícium-nitrid azonban nem átlátszó, ezért mindeddig nem volt megfelelő rendkívül kemény ablakokhoz vagy optikai lencsékhez. A Német Elektronszinkrotron (DESY) kutatóinak Norimasa Nishiyama vezetésével elsőként sikerült a nyomás és a hőmérséklet növelésével átlátszó, „köbös” szilícium-nitridet előállítaniuk: egy rendkívül kemény és nagy hőállóságú anyagot.

Nishiyama és munkatársai a hexagonális szilícium-nitridet 1800 ⁰C-os hőmérsékletnek és a légköri nyomás 156000-szeresének tették ki. Ilyen körülmények között a hexagonális szilícium-nitrid „köbössé” és átlátszóvá válik. „Ennek az anyagnak az első átlátszó mintájáról van szó” – nyilatkozta Nishiyama.

 

A hexagonális és a köbös szilícium-nitrid kristályszerkezete. (Kép: © Materialscientist / CC-by-sa 3.0,wikipedia)

„Az átalakulás hasonló a szén átalakulásához, amelynek normál körülmények között szintén hexagonális szerkezete van, és nagy nyomáson a gyémánt elnevezésű, köbös módosulatává alakul át” – magyarázta a kutató. „Mindenesetre a szilícium-nitrid átlátszósága erősen függ a szemcsehatároktól.” Az alapanyag átlátszatlanságát az anyag kristályai között lévő számos apró lyuk és pórus okozza.

A kutatóknak sikerült kimutatniuk, hogy a köbös szilícium-nitrid szemcsehatárai nagyon vékonyak, és ez magyarázza az átlátszóságát. Az anyag egyes szemcséi közötti átmenet egy nanométernél is kisebb, vagyis mindössze néhány atom széles. „Ezenkívül a nagynyomású fázisban az oxigénszennyeződések az egész anyagban eloszlanak, és nem a szemcsehatároknál gyűlnek össze, mint normál körülmények között. Ez is döntő jelentőségű az átlátszóság szempontjából” – nyilatkozta Nishiyama.

 

A szemcsehatár, itt a szilícium-nitrid három szemcséje között, mindössze 1 nm széles. A képen az egyes atomok is felismerhetők. (Kép: © Norimasa Nishiyama, DESY/Tokyo Tech)

A nagy nyomáson előállított szilícium-nitridet a szintén átlátszó gyémánttól a szélsőséges hőmérséklettel szembeni ellenálló képessége különbözteti meg. „A gyémánt levegőn csak mintegy 750 ⁰C-ig stabil. Ezzel szemben a köbös szilícium-nitrid 1400 ⁰C-ig stabil” – magyarázta a kutató.

A szilícium-nitrid új változatát a jövőben mindenhol alkalmazni lehetne, ahol átlátszó és egyidejűleg rendkívül kemény és hőálló anyagokra van szükség. Azonban jelenleg még hátránya is van: az átlátszó szilícium-nitrid előállítása rendkívül körülményes. „Bár a nyersanyag olcsó, az átlátszó munkadarabok gyártásához kétszer akkora nyomásra van szükség, mint a mesterséges gyémánt esetében” – nyilatkozta Nishiyama.

Emellett a legyártott korong mérete is korlátozott. Kb. 5 mm-es átmérő még viszonylag egyszerűen megvalósítható. „Azonban 1 cm-nél nagyobb méret már nehezen elérhető” – ismerte el Nishiyama. Speciális alkalmazások, például az űrhajózás részéről azonban a szuperkemény ablaküveg nagy érdeklődésre tarthat számot.

 

 

Forrás: www.scinexx.de

 

Garamvölgyi Ágnes

 

Cikk értékelése: 
Szerző: Brigitte

Új hozzászólás

Filtered HTML

  • A webcímek és email címek automatikusan kattintható hivatkozásokká alakulnak.
  • Engedélyezett HTML jelölők: <a> <em> <strong> <cite> <blockquote> <code> <ul> <ol> <li> <dl> <dt> <dd> <br> <p>
  • A sorokat és bekezdéseket a rendszer automatikusan felismeri.

Plain text

  • A HTML jelölők használata nem megengedett.
  • A webcímek és email címek automatikusan kattintható hivatkozásokká alakulnak.
  • A sorokat és bekezdéseket a rendszer automatikusan felismeri.
CAPTCHA
Ezzel a feladattal teszteljük, hogy valódi látogató vagy-e.

Kapcsolódó cikkek

A háromdimenziós grafén alkalmas lenne hidrogén tárolására – és mátrixnak a gyógyászatban és a nanotechnikában
A világ legvékonyabb optikai lencséjét alkották meg ausztrál kutatók.
Egy meglepő felfedezés hatékonyan védheti meg a jövőbeli motoralkatrészeket a súrlódástól.
Kutatás, melyben egy meteorbecsapódásokhoz köthető, különleges keménységű gyémántmódosulat szerkezetét vizsgálták újra. A Nature Communicationsben megjelent tanulmány szerint a lonsdaleitnek nevezett módosulat valójában nem önálló anyag, hanem rendezetlen szerkezetű gyémánt.

Friss hírek

E-hajtómű? Miért ne?