হীরার চেয়ে কঠিন পদার্থ আছে কি?

হীরার চেয়ে কঠিন পদার্থ আছে কি?

হ্যাঁ। প্রাকৃতিকভাবে ঘটলেও, খাঁটি হীরা প্রাকৃতিক জগতে কঠোরতার মাপকাঠি হিসাবে রয়ে গেছে, বেশ কিছু কৃত্রিম বা বিশেষভাবে কাঠামোগত উপাদান হীরার চেয়ে বেশি কঠোরতা ধারণ করে (প্রাকৃতিক হীরা সাধারণত প্রায় 70-100 GPa এর ভিকার কঠোরতা থাকে)।

 

I. উপকরণগুলি ইতিমধ্যেই ভর-বাল্কে উত্পাদিত বা সংশ্লেষিত, কঠোরতায় হীরার চেয়ে বেশি:
1. 1 লন্সডালাইট (ষড়ভুজ হীরা)
মৌলিক কার্বন দিয়ে গঠিত-সাধারণ হীরার মতোই-লন্সডেলাইটে স্ট্যান্ডার্ড হীরাতে পাওয়া ঘন কাঠামোর পরিবর্তে একটি ষড়ভুজ জালির বিন্যাস রয়েছে।
উচ্চ-বিশুদ্ধতা সিন্থেটিক বাল্ক নমুনাগুলি হীরার চেয়ে 155 GPa-40% থেকে 58% শক্ত কঠোরতা অর্জন করেছে। (দ্রষ্টব্য: প্রাকৃতিকভাবে ঘটতে থাকা লন্সডেলাইট, সাধারণত উল্কাপিণ্ডে পাওয়া যায়, এতে অসংখ্য অমেধ্য থাকে এবং ফলস্বরূপ নিম্ন কঠোরতা প্রদর্শন করে।)

 

2025 সালে, একটি গার্হস্থ্য গবেষণা দল সফলভাবে লন্সডালাইটের মিলিমিটার-স্কেল, বিশুদ্ধ-ফেজ বাল্ক নমুনা সংশ্লেষিত করেছে। হীরার তুলনায় উচ্চতর তাপ প্রতিরোধের এবং শিয়ার শক্তি প্রদর্শন করে, এটি উচ্চ-শিল্পের ক্ষয়কারী এবং শক্ত কাটার সরঞ্জামগুলির জন্য ভবিষ্যতের কাঁচামাল হিসাবে প্রতিশ্রুতি রাখে।

 

1.2 ন্যানোউইনড ডায়মন্ড (ইয়ানশান ইউনিভার্সিটির তিয়ান ইয়ংজুন দল দ্বারা বিকাশিত)
সাধারণ হীরাকে একটি ন্যানোস্কেল, অতি সূক্ষ্ম ন্যানোউইনড কাঠামোতে পরিমার্জন করে, গবেষকরা 200 GPa-এর বেশি কঠোরতা অর্জন করেছেন। এই উপাদানটি বর্তমানে সমস্ত সুপারহার্ড সামগ্রীর মধ্যে শিল্প প্রয়োগের সর্বোচ্চ সম্ভাবনা সহ হীরার বৈকল্পিক প্রতিনিধিত্ব করে, এবং ছোট-ব্যাচের উত্পাদন ইতিমধ্যেই সফলভাবে বাস্তবায়িত হয়েছে; এর কার্যকারিতা উল্লেখযোগ্যভাবে প্রাকৃতিক একক-ক্রিস্টাল হীরাকে ছাড়িয়ে গেছে।

 

1.3 Wurtzite বোরন নাইট্রাইড (wBN)
হেক্সাগোনাল বোরন নাইট্রাইডের একটি উচ্চ-চাপ পলিমর্ফ, wBN 75-85 GPa এর ভিকার কঠোরতা ধারণ করে। উচ্চ-চাপের পরিস্থিতিতে, এটি হীরা স্ক্র্যাচ করতে সক্ষম। অধিকন্তু, এটি তাপের প্রতি অত্যন্ত প্রতিরোধী এবং ইস্পাত সংকর ধাতুর সাথে বিক্রিয়া করে না, এটিকে লোহা ভিত্তিক ওয়ার্কপিস-মেশিনিং করার জন্য হীরা ভিত্তিক সরঞ্জামগুলির থেকে অনেক বেশি উন্নত করে তোলে।

 

2. তাত্ত্বিক বা ট্রেস-স্কেল পরীক্ষাগার সংশ্লেষণ

(বর্তমানে ব্যাপক উৎপাদনের জন্য সম্ভব নয়, তবুও অত্যন্ত উচ্চ কঠোরতার অধিকারী)

কার্বাইন (বা পলিয়াসিটাইলিন):

• এই উপাদানটি একটি রৈখিক, একক-শৃঙ্খল কাঠামোতে সাজানো কার্বন পরমাণু নিয়ে গঠিত। তাত্ত্বিকভাবে, এর কঠোরতা হীরার চেয়ে 30 থেকে 40 গুণ বেশি এবং এর প্রসার্য শক্তি ইস্পাতের প্রায় 200 গুণ বেশি বলে অনুমান করা হয়। যাইহোক, এটি অত্যন্ত দুর্বল রাসায়নিক স্থিতিশীলতা প্রদর্শন করে এবং বর্তমানে শুধুমাত্র কার্বন ন্যানোটিউবগুলির মধ্যে ঢেকে রাখা হলে শুধুমাত্র ট্রেস পরিমাণে সংরক্ষণ করা যেতে পারে, এটিকে ব্যবহারিক, বাল্ক-বস্তু প্রয়োগের জন্য অনুপযুক্ত করে।

 

উচ্চ-চাপ ঘনীভূত কার্বন ন্যানোটিউব:

• যদিও পরিবেষ্টিত চাপে তাদের কঠোরতা হীরার চেয়ে কম, 75 GPa-এর উচ্চ চাপে ঘনত্বের পরে, তাদের কঠোরতা 240 GPa-হীরার চেয়ে প্রায় চারগুণে পৌঁছে। বর্তমানে, তারা শুধুমাত্র চরম পরীক্ষাগার অবস্থার অধীনে সংশ্লেষিত করা যেতে পারে।

 

3. প্রায়শই বিভ্রান্ত হয়: কিউবিক বোরন নাইট্রাইড (cBN)
স্ট্যান্ডার্ড কিউবিক বোরন নাইট্রাইড 50-55 GPa এর কঠোরতা ধারণ করে। এটি হীরার তুলনায় কিছুটা কম, তবুও এটি অবিলম্বে এটির নীচে অবস্থান করে, এটিকে শিল্পে দ্বিতীয় সর্বাধিক ব্যবহৃত সুপারহার্ড ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম (সাধারণত পাথর প্রক্রিয়াকরণ এবং কাটার সরঞ্জামগুলিতে ব্যবহৃত হয়)।