Acasă Știri Ghid complet: care sunt proprietățile carbonului amorf pentru metale?

Depozit de vid

Ghid complet: care sunt proprietățile carbonului amorf pentru metale?

10 septembrie 2024

Carbonul este unul dintre cele mai cunoscute elemente chimice și unul dintre cele mai prezente în viața noastră de zi cu zi. Acesta poate lua multe forme, motiv pentru care se găsește în cărbune, unelte de oțel, vase de gătit din oțel inoxidabil, plante și chiar în corpul uman. Se face o distincție între carbonul cristalin, amorf și molecular. Fiecare dintre aceste varietăți se bazează pe o structură specifică și, prin urmare, are proprietăți fizice și chimice diferite. Carbonul amorf are un coeficient de frecare excelent și o rezistență foarte bună la abraziune.

textura carbonului amorf

Ce este carbonul amorf?

Din punct de vedere chimic, carbonul amorf este o formă alotropică de carbon care nu are o structură cristalină. Această definiție, care pare deosebit de tehnică, înseamnă că carbonul amorf reprezintă de fapt o varietate specifică de carbon, cu o structură diferită de cea a carbonului cristalin, care se găsește în special în diamante și grafit. Termenul allotropic provine din greacă și combină noțiunile de allos, altul, și tropos, cale. Acest calificativ indică faptul că carbonul poate exista în diferite forme, cele mai cunoscute fiind carbonul cristalin, carbonul amorf și carbonul molecular. Fiecare dintre aceste varietăți de carbon are proprietăți foarte specifice.

În starea sa naturală, carbonul este omniprezent, apărând atât în țesuturile care alcătuiesc corpul uman, cât și în oțel, plastic și minerale precum cărbunele și diamantul. Multiplele sale forme îl fac un element chimic unic și, prin urmare, două materiale fabricate din carbon pot avea proprietăți diametral opuse. Spre exemplu, diamantul, care se bazează pe o structură cristalină, este cel mai dur element de pe planetă, cu o duritate de aproximativ 10 000 HV. Grafitul, pe de altă parte, este "cel mai moale element din lume". Această mare diferență de valoare depinde de fapt de natura legăturilor covalente dintre aceste două elemente chimice. Diamantul formează legături SP3, în timp ce grafitul creează legături SP2. Acesta este un parametru decisiv care poate fi influențat pentru a transforma proprietățile materialelor.

De ce se utilizează acest tip de carbon?

Datorită structurii sale necristaline, carbonul amorf poate forma diferite legături, dând naștere la noi proprietăți fizice și chimice. Acesta poate fi utilizat, de exemplu, pentru a obține carbon adamantin. Cu titlu de exemplu, carbonul amorf este utilizat la fabricarea fibrelor de carbon, renumite pentru ușurința lor.

Controlul acestor legături diferite este o modalitate excelentă de a modifica comportamentul materialelor. Acționând asupra cantității de legături SP2 sau SP3, este posibil, în special, să se obțină DLC, Diamond Like Carbono soluție dezvoltată de Thermi Lyon. Acesta are o rezistență foarte bună la uzură, apropiată de cea a diamantului, care rămâne abrazivul suprem, dar și o flexibilitate reală, precum grafitul. Deși grafitul nu este rezistent la uzura abrazivă, este un lubrifiant foarte eficient și este utilizat în numeroase uleiuri. Tehnologia DLC are avantajul de a se adapta la mediul pieselor, dacă acestea au nevoie de un coeficient de frecare bun sau de o rezistență solidă la abraziune, de exemplu.

DLC, o soluție versatilă bazată pe carbon amorf

Carbonul asemănător diamantului poate fi fabricat prin tratament PVD sau PACVDadică prin adăugarea de straturi speciale la suprafața pieselor. Acest proces face posibilă modificarea legăturilor SP2 și SP3 ale materialelor, adaptând astfel rezistența pieselor la mediul lor de lucru. De exemplu, dacă acestea au nevoie de un coeficient de frecare ridicat, tratamentul va accentua legăturile SP2, în timp ce dacă abraziunea este cel mai mare pericol, DLC va avea mai multe legături SP3. Conținutul de hidrogen poate fi, de asemenea, adaptat pentru a conferi familiei DLC proprietăți diferite.

DLC poate avea o duritate deosebit de interesantă, de până la 1.800 HV, mai mare decât cea a cromului dur sau a oțelului netratat, de exemplu. În plus față de coeficientul său de frecare excelent, este un lubrifiant solid interesant, foarte rezistent la coroziune și abraziune. Culoarea sa gri antracit este foarte apreciată de anumiți profesioniști, cum ar fi ceasornicarii, care văd în DLC o soluție care oferă atât performanțe ridicate, cât și eleganță estetică. Această tehnologie este, de asemenea, un bun izolator electric și este biocompatibilă. Prin urmare, poate fi utilizată în echipamente medicale sau chiar în proteze, deoarece este inofensivă pentru corpul uman.

În cele din urmă, DLC este produs în vid, deci este una dintre tehnologiile neutre din punct de vedere al emisiilor de carbon și ecologice. Este, de fapt, o posibilă alternativă la cromul dur, a cărui metodă de producție este încă destul de poluantă.

Resursele noastre

Fișă tehnică injecție plastic

Fișă tehnică Tratamente duplex

Fișă tehnică Sulfonitrocarburare

Fișă tehnică Întărirea suprafețelor

Fișă de date privind aliajele de aluminiu

Vedeți toate resursele noastre