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Friday, April 23, 2021

कड़ी प्रतियोगिता: लैब-मेड हेक्सागोनल हीरे प्राकृतिक क्यूबिक हीरे की तुलना में सख्त

घूमता हुआ हीरा

प्रकृति की सबसे मजबूत सामग्री में अब कुछ कड़ी प्रतिस्पर्धा है। पहली बार, शोधकर्ताओं के पास इस बात के सख्त सबूत हैं कि मानव निर्मित हेक्सागोनल हीरे प्रकृति में पाए जाने वाले सामान्य क्यूबिक हीरे की तुलना में सख्त होते हैं और अक्सर इनका इस्तेमाल गहनों में किया जाता है।

उनके छह-तरफा क्रिस्टल संरचना के लिए नामित, हेक्सागोनल हीरे कुछ उल्कापिंड प्रभाव स्थलों पर पाए गए हैं, और अन्य को संक्षेप में प्रयोगशालाओं में बनाया गया है, लेकिन ये या तो बहुत छोटे थे या मापे जाने के लिए बहुत कम थे।

अब वाशिंगटन स्टेट यूनिवर्सिटी के इंस्टीट्यूट फॉर शॉक फिजिक्स के वैज्ञानिकों ने ध्वनि तरंगों का उपयोग करके उनकी कठोरता को मापने के लिए हेक्सागोनल हीरे को काफी बड़ा बनाया। हाल के एक पेपर में उनके निष्कर्ष विस्तृत हैं शारीरिक समीक्षा बी।

“डायमंड एक बहुत ही अनोखी सामग्री है,” योगेंद्र गुप्ता, इंस्टीट्यूट फॉर शॉक फिजिक्स के निदेशक और अध्ययन पर संबंधित लेखक ने कहा। “यह न केवल सबसे मजबूत है – इसमें सुंदर ऑप्टिकल गुण हैं और एक बहुत ही उच्च तापीय चालकता है। अब हमने हीरे के षट्कोणीय रूप को बनाया है, जो सदमे संपीड़न प्रयोगों के तहत निर्मित होता है, जो कि अब तक के हीरे की तुलना में काफी सख्त और मजबूत है। ”

शोधकर्ता लंबे समय से प्राकृतिक हीरे से अधिक मजबूत सामग्री बनाना चाहते थे, जिसका उद्योग में कई तरह के उपयोग हो सकते हैं। जबकि कई लोगों ने कहा कि हेक्सागोनल हीरे अधिक मजबूत होंगे, डब्ल्यूएसयू अध्ययन पहले प्रयोगात्मक सबूत प्रदान करता है कि वे क्या हैं।

लीड लेखक ट्रैविस वोल्ज़, जो अब लॉरेंस लिवरमोर नेशनल लेबोरेटरी के पोस्ट-डॉक्टरल शोधकर्ता हैं, ने ग्रेफाइट से हेक्सागोनल हीरे के निर्माण पर डब्ल्यूएसयू में अपने शोध कार्य पर ध्यान केंद्रित किया। इस अध्ययन के लिए, वोल्ज़ और गुप्ता ने पारदर्शी सामग्री पर लगभग 15,000 मील प्रति घंटे की गति से छोटे ग्रेफाइट डिस्क के बारे में प्रचार करने के लिए बारूद और संपीड़ित गैस का इस्तेमाल किया। प्रभाव ने डिस्क में शॉकवेव का उत्पादन किया जो बहुत तेजी से उन्हें हेक्सागोनल हीरे में बदल दिया।

प्रभाव के तुरंत बाद शोधकर्ताओं ने एक छोटी ध्वनि तरंग का उत्पादन किया और लेजर का उपयोग हीरे के माध्यम से इसके आंदोलन को मापने के लिए किया। स्टिफ़र सामग्री के माध्यम से ध्वनि तेज़ चलती है। पहले ध्वनि घन हीरे के माध्यम से सबसे तेज चलती थी; लैब-निर्मित हेक्सागोनल हीरे में यह तेजी से आगे बढ़ा।

प्रत्येक प्रक्रिया एक सेकंड, या नैनोसेकंड के कई अरबवें हिस्से में हुई, लेकिन शोधकर्ताओं ने उच्च वेग के प्रभाव से हीरे को नष्ट करने से पहले कठोरता माप करने में सक्षम थे।

कठोरता एक बल या दबाव में विरूपण का विरोध करने के लिए एक सामग्री की क्षमता है – उदाहरण के लिए, एक चट्टान रबर की तुलना में सख्त होती है क्योंकि दबाए जाने पर रबर झुक जाएगा। कठोरता खरोंच या अन्य सतह विकृति का प्रतिरोध है।

आमतौर पर स्टिफ़र सामग्री भी कठिन होती है, वोल्ज़ ने कहा। जबकि शोधकर्ता हीरे की कठोरता का परीक्षण करने के लिए सीधे हीरे को खरोंचने में सक्षम नहीं थे, हीरे की कठोरता को मापकर, वे अपनी कठोरता के बारे में अनुमान लगा सकते हैं।

यदि विज्ञान उस बिंदु पर आगे बढ़ता है जहां प्रयोगशाला निर्मित हेक्सागोनल हीरे बनाए जा सकते हैं और बरामद किए जा सकते हैं, तो उनके उपयोग की सीमा हो सकती है।

“हार्ड सामग्री मशीनिंग क्षमताओं के लिए उपयोगी हैं,” वोल्ज़ ने कहा। “हीरे का उपयोग लंबे समय से ड्रिल बिट्स में किया जाता है, उदाहरण के लिए। चूंकि हमने पाया कि हेक्सागोनल हीरा घन हीरे की तुलना में कठिन है, इसलिए यह मशीनिंग, ड्रिलिंग या किसी भी प्रकार के अनुप्रयोग के लिए एक बेहतर विकल्प हो सकता है जहां घन हीरे का उपयोग किया जाता है। ”

जबकि औद्योगिक फायदे स्पष्ट हैं, गुप्ता ने कहा कि यह अभी भी संभव है कि हेक्सागोनल हीरे एक दिन सगाई की अंगूठी पर इस्तेमाल किए जा सकते हैं। वर्तमान में लैब-मेड क्यूबिक हीरों का उनके प्राकृतिक साथियों की तुलना में कम मूल्य है, लेकिन हेक्सागोनल हीरे की संभावना अधिक उपन्यास होगी।

गुप्ता ने कहा, “अगर किसी दिन हम उनका उत्पादन कर सकते हैं और उन्हें पॉलिश कर सकते हैं, तो मुझे लगता है कि वे घन हीरे की तुलना में अधिक मांग में होंगे।” “अगर किसी ने तुमसे कहा, ‘देखो, मैं तुम्हें दो हीरे देने जा रहा हूँ: एक दूसरे की तुलना में बहुत अधिक दुर्लभ है।’ आप कौन सा विकल्प चुनेंगे?”

संदर्भ: ट्रेविस जे। वोल्ज़ और वाईएम गुप्ता द्वारा 8 मार्च 2021 को “हेक्सागोनल डायमंड और क्यूबिक डायमंड के सदमे कंप्रेशन के तहत बनाए गए लोचदार मोडुली” शारीरिक समीक्षा बी।
DOI: 10.1103 / PhysRevB.103.L100101

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