Diamante, nuestro abrasivo

La palabra Diamante deriva del griego Adámas, que significa “indomable, invencible”; En efecto el Diamante es el mineral más duro que se conoce y para los antiguos no había otro material que pudiese atacarlo o trabajarlo. En consecuencia los romanos le dieron el nombre latino Adamàs al acero, el metal más duro conocido entonces; es una curiosa coincidencia como estas dos palabras sin saberlo se encontraron por proximidad dos mil años después.

 

diamante

A la izquierda diamante sintético – a la derecha CBN

 

La extrema dureza del Diamante  es dada por su estructura cristalina cúbica, muy compacta porque constituida únicamente de pequeños átomos de Carbono depositados en forma tetrahédrica, que crea fuertes vínculos con los átomos adyacentes. Esta forma cristalina se obtiene en la naturaleza partiendo de carbono sometido a altísima presión y temperatura a gran profundidad bajo el suelo, que puede emerger  hacia la superficie a través de conductos volcánicos; por este motivo el mineral de Diamante son típicamente en forma de chimeneas.

El hombre ha buscado por más de un siglo de reproducir  estas condiciones extremas para poder crear diamante sintético, hasta que en 1941 General Electric inaugura  el Diamond Project; la idea es de de someter el Grafito (la otra forma cristalina del Carbono en estructura hexagonal) a temperatura de 2-3000ºC. a una presión de 50-100.000bar, utilizando catalizadores de Nickel-Hierro y Cobalto.GE sintetiza de esta forma el primer Diamante industrial en febrero 1955 y lo hace disponible en el mercado a partir de 1958.

Curiosamente, entre las formas cristalinas del Carbono, el Grafito es más estable que el Diamante, pues la celebérrima frase “un Diamante es para siempre” no corresponde a la realidad: todos los Diamantes, en millones de años, se convertirán en grafito.

El Diamante se utiliza regularmente para el rectificado del metal duro desde finales de los años 50 con grandes limitaciones: no puede trabajar acero y fundición, dado que el Hierro reacciona con el Carbono comprometiendo la estabilidad del los cristales. Es por esto que una muela diamantada sobre un trozo de acero “niega” su trabajo. El acero y las fundiciones duras continúan siendo trabajadas con gran dificultad con abrasivo tradicional (Corindón y Carburo de Silicio) hasta que en los años 70 viene sintetizado de General Electric el CBN, lanzado al mercado con el nombre de Borazon . La base del desarrollo del CBN es la búsqueda de una estructura cristalina compacta y con fuertes vínculos como los del Diamante, pero sin el Carbono. Por esto es elegido como base el Nitruro de Boro, una mezcla compuesta de Boro y Nitrógeno, elementos adyacentes al Carbono, uno más ligero y el otro más pesante. La forma cristalina cúbica del Nitruro de Boro es precisamente el CBN (Cubic Boron Nitride), cuya dureza es aproximadamente la mitad del Diamante, más el doble que el Corindon  y el Carburo de Silicio; por este motivo Diamante y CBN aparecen denominados como superabrasivos, para distinguirlos de los abrasivos tradicionales.

En los años 70 también son desarrollados el Diamante Policristalino (PCD) y el CBN Policristalino (PCBN): la síntesis  de este producto es llevado a valores de Temperatura y Presión aún más extremas, normalmente en cámara de detonación en el interior  de canteras abandonadas, para obtener la sinterización del microgramo de Diamante o CBN compuesto de partículas microcristalínas.

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