Acerca de Diamante
El diamante es una forma de carbono que se cristaliza en una estructura cúbica con cada átomo de carbono unido por un enlace químico fuerte y rígido a otros cuatro átomos. El diamante es el material natural más duro que se conoce. Sin embargo, debido a importantes debilidades estructurales, la dureza del diamante es de regular a buena. Se desconoce la resistencia a la tracción precisa del diamante, sin embargo, se ha observado una resistencia de hasta 60 GPa y, teóricamente, podría ser tan alta como 90-225 GPa según el volumen / tamaño de la muestra, la perfección del enrejado del diamante y su orientación. El diamante tiene un índice de refracción alto (2.417) y propiedades de dispersión moderada (0,044) que le dan brillo a los diamantes tallados.
Resumen
| Nombre | Diamante |
| Fase en STP | sólido |
| Densidad | 3500 kg / m3 |
| Resistencia a la tracción | N / A |
| Límite de elastacidad | 140000 MPa |
| Módulo de Young | 1050 GPa |
| Dureza Brinell | 45000 BHN |
| Punto de fusión | 4027 ° C |
| Conductividad térmica | 1000 W / mK |
| Capacidad calorífica | 1509 J / g K |
| Precio | 20000000 $ / kg |
Composición de diamante
El diamante es el alótropo del carbono en el que los átomos de carbono están dispuestos en el tipo específico de cúbica roja llamada diamante cúbico. El diamante es extremadamente fuerte debido a su estructura cristalina, conocida como diamante cúbico, en la que cada átomo de carbono tiene cuatro vecinos unidos covalentemente.
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Aplicaciones del diamante
Los usos más familiares de los diamantes en la actualidad son como piedras preciosas que se usan para adornos y como abrasivos industriales para cortar materiales duros. Los mercados de diamantes de calidad industrial y de gemas valoran los diamantes de manera diferente. En la industria, las aplicaciones de diamantes incluyen brocas de perforación petrolera, cortadores de perforación de roca, matrices de trefilado, matrices de extrusión, insertos de herramientas de corte, herramientas de pulido óptico, recubrimientos para discos duros de computadora y recubrimientos para rodamientos de bolas. El diamante es un semiconductor de banda ancha (Egap = 5,47 eV) con un alto potencial como material de dispositivo electrónico en muchos dispositivos. Debido a que el diamante tiene una conductancia térmica tan alta, ya se utiliza en la fabricación de semiconductores para evitar que el silicio y otros materiales semiconductores se sobrecalienten.
Propiedades mecánicas del diamante
Resistencia del diamante
En mecánica de materiales, la resistencia de un material es su capacidad para soportar una carga aplicada sin fallas ni deformaciones plásticas. La resistencia de los materiales básicamente considera la relación entre las cargas externas aplicadas a un material y la deformación resultante o cambio en las dimensiones del material. Al diseñar estructuras y máquinas, es importante considerar estos factores, a fin de que el material seleccionado tenga la resistencia adecuada para resistir las cargas o fuerzas aplicadas y conservar su forma original.
La resistencia de un material es su capacidad para soportar esta carga aplicada sin fallas ni deformaciones plásticas. Para la tensión máxima de tracción, la capacidad de un material o estructura para soportar cargas que prestan a alargarse se conoce como resistencia a la tracción (UTS). El límite elástico o límite elástico es la propiedad del material definido como el esfuerzo en el que un material comienza a deformarse plásticamente, mientras que el límite elástico es el punto donde comienza la deformación no lineal (elástica + plástica). En caso de tensión de tensión de una barra uniforme (curva tensión-deformación), la ley de Hooke describe el comportamiento de una barra en la región elástica. El módulo de elasticidad de Young es el módulo de elasticidad para esfuerzos de tracción y compresión en el régimen de elasticidad lineal de una deformación uniaxial y generalmente se evalúa mediante ensayos de tracción.
Ver también: Resistencia de los materiales
Resistencia máxima a la tracción del diamante
La resistencia máxima a la tracción del diamante es N / A.
Límite de elastacidad del diamante
El límite elástico del diamante es 140000 MPa (compresivo).
Módulo de Young del diamante
El módulo de Young de Diamond es 1050 GPa.
Dureza del diamante
En la ciencia de los materiales, la dureza es la capacidad de resistir la hendidura de la superficie ( deformación plástica localizada ) y el rayado . La prueba de dureza Brinell es una de las pruebas de dureza por indentación, que se ha desarrollado para pruebas de dureza. En las pruebas Brinell, se fuerza un penetrador esférico duro bajo una carga específica en la superficie del metal que se va a probar.
El número de dureza Brinell (HB) es la carga dividida por el área de la superficie de la muesca. El diámetro de la impresión se mide con un microscopio con una escala superpuesta. El número de dureza Brinell se calcula a partir de la ecuación:
La dureza Brinell del diamante es de aproximadamente 45000 BHN (convertidos).
Ver también: dureza de materiales
Resistencia de materiales
Elasticidad de los materiales
Dureza de los materiales
Propiedades térmicas del diamante
Diamante – Punto de fusión
Punto de diamante de fusión es de 4027 ° C .
Tenga en cuenta que estos puntos están asociados con la presión atmosférica estándar. En general, la fusión es un cambio de fase de una sustancia de la fase sólida a la líquida. El punto de fusión de una sustancia es la temperatura a la que se produce este cambio de fase. El punto de fusión también define una condición en la que el sólido y el líquido pueden existir en equilibrio. Para varios compuestos químicos y aleaciones, es difícil definir el punto de fusión, ya que generalmente son una mezcla de varios elementos químicos.
Diamante – Conductividad térmica
La conductividad térmica del diamante es de 1000 W / (m · K) .
Las características de transferencia de calor de un material sólido se miden mediante una propiedad llamada conductividad térmica , k (o λ), medida en W / mK . Es una medida de la capacidad de una sustancia para transferir calor a través de un material por conducción . Tenga en cuenta que la ley de Fourier se aplica a toda la materia, independientemente de su estado (sólido, líquido o gas), por lo tanto, también se define para líquidos y gases.
La conductividad térmica de la mayoría de los líquidos y variadas con la temperatura. Para los vapores, también depende de la presión. En general:
La mayoría de los materiales son casi homogéneos, por lo que normalmente podemos escribir k = k (T) . Se asocian definiciones similares con conductividades térmicas en las direcciones yyz (ky, kz), pero para un material isótropo, la conductividad térmica es independiente de la dirección de transferencia, kx = ky = kz = k.
Diamante – Calor específico
El calor Específico de diamante es 509 J / g K .
El calor específico, o capacidad calorífica específica, es una propiedad relacionada con la energía interna que es muy importante en termodinámica. Las propiedades intensivas c v y c p se definen para sustancias compresibles simples puras como derivadas parciales de la energía interna u (T, v) y la entalpía h (T, p) , respectivamente:
donde los subíndices v y p significan las variables mantiene fijo durante la diferenciación. Las propiedades c v y c p se denominan calores específicas (o capacidades caloríficas ), en determinadas condiciones especiales, relacionan el cambio de temperatura de un sistema con la cantidad de energía añadida por la transferencia de calor. Unidades Sus SI hijo J / kg K o J / K mol .
Punto de fusión de materiales
Conductividad térmica de materiales
Capacidad calorífica de materiales
Propiedades y precios de otros materiales
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