Hi ha materials més durs que el diamant?

Hi ha materials més durs que el diamant?

Sí. Tot i que es produeix de manera natural, el diamant pur segueix sent el referent de duresa al món natural, diversos materials sintètics o especialment estructurats posseeixen una duresa superior a la del diamant (el diamant natural normalment té una duresa Vickers d'aproximadament 70-100 GPa).

 

I. Materials ja en massa-produïts o sintetitzats a granel, amb una duresa superior al diamant:
1. 1 Lonsdaleita (diamant hexagonal)
Compost de carboni elemental-igual que el diamant normal-Lonsdaleite presenta una disposició de gelosia hexagonal en lloc de l'estructura cúbica que es troba en el diamant estàndard.
Les mostres a granel sintètiques d'alta puresa -han aconseguit una duresa de 155 GPa-40% a 58% més dures que el diamant. (Nota: Lonsdaleite natural, que es troba habitualment en meteorits, conté nombroses impureses i, per tant, presenta una duresa més baixa.)

 

L'any 2025, un equip d'investigació nacional va sintetitzar amb èxit mostres a granel de Lonsdaleite a escala mil·limètrica-de fase pura-. Amb una resistència a la calor i una resistència al tall superiors en comparació amb el diamant, és prometedor com a matèria primera futura per a abrasius industrials d'alta gamma i eines de tall dures.

 

1.2 Diamant Nanotwinned (desenvolupat per l'equip Tian Yongjun a la Universitat de Yanshan)
En refinar el diamant normal en una estructura nanogenada ultrafina a nanoescala, els investigadors han aconseguit una duresa superior a 200 GPa. Aquest material representa actualment la variant de diamant amb el potencial més alt d'aplicació industrial entre tots els materials superdurs, i la producció en petits-lots ja s'ha implementat amb èxit; el seu rendiment supera significativament el del diamant-natural d'un sol cristall.

 

1.3 Nitrur de bor wurtzita (wBN)
Un polimorf d'alta pressió-de nitrur de bor hexagonal, wBN posseeix una duresa Vickers de 75-85 GPa. En condicions d'alta-pressió, és capaç de ratllar el diamant. A més, és molt resistent a la calor i no reacciona amb els aliatges d'acer, cosa que el fa molt superior a les eines de diamant-per mecanitzar peces de ferro-.

 

2. Síntesis de laboratori a escala teòrica o de traça-

(Actualment no és viable per a la producció en massa, però posseeix una duresa extremadament alta)

Carbyne (o poliacetilè):

• Aquest material està format per àtoms de carboni disposats en una estructura lineal de cadena única-. Teòricament, s'estima que la seva duresa és de 30 a 40 vegades la del diamant, i la seva resistència a la tracció és d'aproximadament 200 vegades la de l'acer. No obstant això, presenta una estabilitat química extremadament pobra i actualment només es pot conservar en petites quantitats quan s'encapsula dins de nanotubs de carboni, la qual cosa el fa inadequat per a aplicacions pràctiques de materials a granel-.

 

Nanotubs de carboni densificats{0}d'alta pressió:

• Tot i que la seva duresa a pressió ambiental és inferior a la del diamant, després de la densificació sota una pressió elevada de 75 GPa, la seva duresa arriba als 240 GPa-aproximadament quatre vegades la del diamant. Actualment, només es poden sintetitzar en condicions extremes de laboratori.

 

3. Freqüentment es confon amb: nitrur de bor cúbic (cBN)
El nitrur de bor cúbic estàndard té una duresa de 50-55 GPa. Això és lleugerament inferior al del diamant, però se situa immediatament per sota, el que el converteix en el segon abrasiu súper dur més utilitzat a la indústria (utilitzat habitualment en el processament de la pedra i les eines de tall).