По-силен от диамант - Гледна точка - Сибирски федерален окръг
 |
Учени от Института по геология и минералогия „Соболев“ (IGiM) на Сибирския клон на Руската академия на науките разработиха нов свръхздрав материал на базата на така наречените импактни диаманти, добивани в находището Попигай в Якутия.
„Преди повече от 35 милиона години на границата на съвременна Якутия и Красноярския край падна гигантско космическо тяло с диаметър около 6 км. В резултат на катастрофата се образува метеоритният кратер Попигай с диаметър 100 км. Така се случи, че смесените скали се оказаха гнайси (вид древна метаморфна скала – ИФ), съдържащи много голямо количество графит. Поради рязкото повишаване на налягането графитът премина в смес от две фази на въглерода: едната по структура съответства на обикновен диамант, а другата е лонсдейлит (наречена на английската кристалографка Катрин Лонсдейл). Тази смес е така нареченият импактен диамант", каза пред Interfax-Russia.ru Валентин Афанасиев, главен научен сътрудник в Института по геология и миграция на Сибирския клон на Руската академия на науките.
Въпреки това, както отбеляза ученият, не е съвсем правилно полученият материал да се нарича диамант. Факт е, че кристалите, от които се състои, имат размери от 10-100 нанометра. Следователно, според специалиста, материалът, който те образуват, може да се характеризира като наномащабен композит от лонсдейлитовата и диамантената фаза.
"Поради своята микрокристална структура той има напълно уникални свойства. И тук е необходимо ясно да се разграничат твърдостта и абразивната способност на материала. Ударният диамант не е по-твърд от обикновено и е много чуплив.Все още не познаваме по-абразивно устойчив материал“, каза събеседникът на Interfax-Russia.ru.
По-специално, както изясни Афанасиев, абразивната способност на описаните по-горе естествени композити е до 2,4 пъти по-висока от тази на подобни синтетични и естествени диаманти. И такива свойства, както отбеляза ученият, значително разширяват възможностите за използване на този материал.
"Първото нещо, което получихме от тази ударна суровина, бяха абразивните прахове. На първо място, те са предназначени за шлайфане на твърди сплави и керамика. Частиците на такъв прах са по-сплеснати и поради това дават по-гладка, по-чиста повърхност от подобни прахове от синтетични и естествени индустриални", обясни Валентин Афанасиев.
Също така, според учения, такъв композитен прах може да се използва и за направата на синтери (компакти) за тежкотоварни детайли за различни режещи инструменти, моливи за обработка, фрези за обработка на твърди сплави, както и вложки в битове за свръхдълбоко и свръхсложно пробиване.
„Още първите тестове показаха, че такива продукти са с 20-53% по-стабилни от подобни, направени от синтетични диаманти и смеси от последните с твърди сплави. Те осигуряват скорост на рязане над 40 метра в минута, което е невъзможно за нито един от известните в момента материали“, отбеляза специалистът.
Според учения инструменти с такива характеристики могат да направят истинска революция както в машиностроенето, така и в областта на минното дело.
"Машиностроенето включва, наред с други неща, обработката на различни твърди метали и сплави. И за такава работа пресите, изработени от устойчиви на абразив материали, са повече от подходящи. Не по-малко перспективи се отварят за такива материали при пробиване. В крайна сметка,чрез увеличаване на експлоатационния живот на сондажните корони с тяхна помощ, ние ще можем значително да спестим време и пари за операции по изключване, за да заменим износените елементи, както и по-ефективно да разработваме сложни находища - същият шистов газ", каза Валентин Афанасиев.
Въпреки това, както отбеляза ученият, все още е рано да се говори за практическото приложение на разработката. Сега, по думите му, свойствата на новия материал само се изучават.
„След това предстои много дълга и упорита работа, включително избор на параметри на налягане и температура, за да се получат най-издръжливите материали. Затова това, което имаме сега, не смятам за крайния резултат. Мисля, че можем да постигнем много повече. Засега само проучваме възможностите, които ще ни позволят да продължим напред“, каза събеседникът на interfax-Russia.ru.
Освен това, според специалиста, за да навлязат на пазара, специалистите ще трябва да определят както цената на самия композит, така и възможните разходи за неговото извличане. В това на учените ще помогнат служители на Института по икономика и организация на промишленото производство на Сибирския клон на Руската академия на науките.
"Сега работим с останките от груби удари, които са запазени при нас от 80-те години. Факт е, че през 1985 г. темата за удара върху кратера Попигай беше напълно затворена. Тогава властите решиха, че е по-добре да се изградят фабрики за производство на синтетични диаманти, отколкото да се разработят някои далечни северни региони в търсене на суровини, които тогава бяха оценени на нивото на най-евтините технически диаманти (те се различават от бижутата в техния непрезентативен вид и размери – И Е). Днес тези естествени композити нямат никаква цена, тъй като не са представени на пазара“, обясни Афанасиев.
Що се отнася до географията на този вид суровина, тогава, споредСпоред учения импактните диаманти се намират на югозападния бряг на Байдарацкия залив на Карско море, а в чужбина те могат да бъдат намерени в Украйна, в южната част на Бавария и на други места, но те не образуват индустриални клъстери в нито едно от тях.
„Попигайският метеоритен кратер е единственото находище на ударно-абразивни суровини в света и монополното положение на България в това отношение трябва да се използва умело“, заключава експертът.
Интересни открития обаче правят геолозите в други сибирски региони. Така например два минерала, неизвестни досега на науката, бяха открити от учени от Томския държавен университет (TSU). Статусът на находките е потвърден от профилната комисия на Международната минералогическа асоциация (IMA).
Първият от откритите минерали, наречен феро-педризит, е открит от геолозите в планините Сангилен в Източна Тува в долината на потока Сутлуг. Вторият минерал, росовскит, е намерен от жителите на Томск в Западна Монголия в басейна на река Булган-Гол на южния склон на Монголския Алтайски хребет. И двете находки, както отбелязват в Томския държавен университет, са били голям успех за учените.