La lonsdaleíta es un alótropo hexagonal de carbono encontrado en meteoritos, con una forma semejante al diamante, sin embargo hexagonal (polimorfo).
Se descubrió por primera vez en 1967 en el cráter de meteorito del "Cañón del Diablo" en Arizona, en cristales microscópicos asociados al diamante en restos de meteorito. Se cree que en el impacto del meteorito con grafito contra la tierra, el calor y la energía del impacto puedan transformar el grafito en diamante manteniendo su estructura hexagonal. El nombre fue nombrado en reconocimiento del cristalógrafo británico Kathleen Lonsdale (1903-1971).
Es de color negro, brillo diamantínico. Cristales <3mm 2.06="" a="3" b="0" bica="" c="4" configuraci="" difracci="" drica.="" n="" octa="" pseudoc="" z="4</p">
Esquema de una prensa BARS; el tamaño del caño exterior está reducido para mejorar la reperesentación.
Aparece en resultados de estudios ejecutados en febrero del 2009, que la lonsdaleita sería un 58 % más dura que el diamante. Sería, por tanto, uno de los materiales más duros presentes en la naturaleza, junto al Nitruro Bórico de Wurtzita (wBN), producto de las presiones en erupciones volcánicas.
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| General | ||
|---|---|---|
| Categoría | Minerales elementos | |
| Clase | 1.CB.10c (Strunz) | |
| Fórmula química | C | |
| Propiedades físicas | ||
| Lustre | Adamantino | |
| Transparencia | Transparente | |
| Sistema cristalino | Hexagonal | |
| Dureza | >10 (Mohs) | |
La historia de este cristal se remonta a 1967, año en que fue identificado por primera vez en las muestras geológicas del cráter Barringer, originado tras el impacto del meteorito Canyon Diablo y ocurrido hace unos 50.000 años en el norte de Arizona. Durante el análisis, los científicos se percataron de la presencia de un nuevo mineral, parecido al diamante pero con estructura hexagonal, que fue llamado lonsdaleíta en honor a la cristalógrafa Kathleen Lonsdale.
Desde entonces, la presencia del material ha sido utilizada en astrogeología como marcador de los cráteres de impacto asteroideo, incluidos los relacionados con la teoría de la extinción de masa de los meteoritos. Posteriormente, se comprobó que presentaba propiedades mecánicas superiores a las del diamante, lo que permitió utilizarla en diferentes aplicaciones industriales.
Con todo, el mineral nunca había sido encontrado en estado puro. Ahora, gracias al nuevo estudio, Németh y sus colaboradores han desvelado el enigma. Según sus resultados, la lonsdaleíta es un diamante «viciado», esto es, presenta una deformación cristalina que se produce bajo condiciones extremas, como las que se dan durante el impacto de un meteorito en la Tierra, en las que el cristal adquiere plasticidad y asume su aspecto típico.
De hecho, un análisis al microscopio electrónico ha permitido reconstruir la estructura química de las muestras halladas en el cráter de Arizona. Según se lee en un artículo publicado en la revista Nature Communications, la mayoría de los cristales presenta un patrón regular, aunque pueden observarse interrupciones en su esquema geométrico que, según el equipo de investigadores, son las responsables de su forma y propiedades características.
Los mismos responsables del estudio aseguran que el hallazgo no dejará indiferente a la comunidad científica, cuyos estudios anteriores, tanto teóricos como experimentales, deberán ser revisados.
El nitruro de boro, de fórmula BN, es un compuesto binario del boro, que consiste en proporciones iguales de boro y nitrógeno. El compuesto es isoelectrónico al carbono, (el boro aporta 3 electrones de valencia y el nitrógeno 5) por lo que el nitruro de boro tiene formas polimórficas, homólogas a los alotropos del carbono.
| Nitruro de boro | ||
|---|---|---|
-3D-balls.png) Estructura tridimensional de nitruro de boro cúbico. | ||
-top-3D-balls.png) Estructura tridimensional de nitruro de boro hexagonal. | ||
| Nombre IUPAC | ||
| Nitruro de boro | ||
| General | ||
| Fórmula estructural |  | |
| Fórmula molecular | BN | |
| Identificadores | ||
| Número CAS | 10043-11-51 | |
| ChEBI | 50883 | |
| ChemSpider | 59612 | |
| PubChem | 66227 | |
| Propiedades físicas | ||
| Apariencia | Sólido blanco | |
| Densidad | 2.1 kg/m3; 0,0021 g/cm3 | |
| Masa molar | 25.012379471 g/mol g/mol | |
| Punto de fusión | 2973 °C (3246 K) | |
| Índice de refracción (nD) | 1.8 (hBN); 2.1 (cBN) | |
| Termoquímica | ||
| ΔfH0gas | 476,98 kJ/mol | |
| ΔfH0sólido | -250,91 kJ/mol | |
| S0gas, 1 bar | 212,36 J·mol-1·K | |
| Peligrosidad | ||
| Frases R | R36/37 | |
| Frases S | S26, S36 | |
| Valores en el SI y en condiciones estándar (25 °C y 1 atm), salvo que se indique lo contrario. | ||
Formas polimórficas
Nitruro de boro cúbico
El nitruro cúbico de boro (c-BN) es un material artificial extremadamente duro, aunque de una dureza menor a la del diamante. Al igual que el diamante, el c-BN es un aislante eléctrico y un excelente conductor del calor. Es ampliamente utilizado como un abrasivo para herramientas industriales, en especial para el mecanizado de aceros aleados y materiales de gran dureza.[cita requerida]
Fabricación
El c-BN es producido por el tratamiento del nitruro de boro hexagonal a altas presiones y temperaturas, de la misma manera que es producido el diamante artificial a partir del grafito. La conversión directa de nitruro de boro hexagonal a nitruro de boro cúbico ocurre a presiones por encima de los 18 GPa y temperaturas de entre 1730-3230 °C. La adición de pequeñas cantidades de óxido de boro pueden reducir la presión requerida a unos 4-7 GPa, y la temperatura a unos 1500 °C.[cita requerida]
Industrialmente se utilizan distintos catalizadores para lograr la reacción, los cuales varían según el método de producción (ej.: Litio, Potasio o Magnesio, sus nitruros, sus fluoronitruros, agua con compuestos de amoníaco, etc.)
Pobedit ( победит ), victoria en ruso, es un compuesto sinterizado con alrededor de 90% de carburo de wolframio como fase dura, y aproximadamente el 10% de cobalto (Co) como fase aglutinante, con una pequeña cantidad de carbono adicional. Inventado en la Unión Soviética en 1929, se describe como un material con el que se realizan herramientas de corte. Se sueldan mediante cobre al soporte de la herramienta de corte. No se requiere un tratamiento térmico.
Se han seguido desarrollaron una serie de distintos compuestos similares a base de wolframio y cobalto, sin embargo, se siguen utilizando el nombre de "Pobedit".
El Pobedit se produce mediante pulvimetalurgia. Su dureza se encuentra cerca a la del diamante, 85-90 en la escala Rockwell.
La prensa BARS (o " de esfera dividida") es una prensa que alcanza altas presiones y altas temperaturas empleada generalmente para la génesis o procesamiento de minerales, especialmente diamantes. El nombre es una transliteración de la abreviatura rusa БАРС = Беспрессовая Аппаратура высокого давления "Разрезная Сфера" (instalación de prensa libre de alta presión o de "esfera dividida"). Las presiones y temperaturas típicas alcanzables son de 10 GPa y 2500 º C.
La tecnología BARS se inventó entre 1989 a 1991 por los científicos del Instituto de Geología y Geofísica una rama siberiana de la Academia de Ciencias de la URSS.1 En el centro del dispositivo, se encuantra una célula de reacción cilíndrica, realizada en cerámica, de aproximadamente 2 cm3 de capacidad. Rodeando dicha célula de disponen seis elementos, yunques, realizados en carburo cementado (aleación dura VK10), con acabado superficial especular, que transmiten la presión.2 Una vez montados estos elementos forma un octaedro con un hueco en su centro. El hueco puede ser cúbico con los que las seis piezas son iguales (ver poliedros duales), o en forma de prisma cuadrado, con lo que existen dos grupos de piezas: dos para las bases y cuatro para las caras del prisma.3 En dicho hueco se coloca la célula. Rodeando al octaedro existen una esfera de acero cortada en 8 partes iguales, mediante tres planos perpendiculares entre ellos y que pasa por el centro. La punta de dichas partes, que correspondería con el centro de la esfera, esta rebajada para formar la cavidad octaédrica. Estos sectores transmiten la presión de trabajo hacia el interior. Después de ensamblada, todo el conjunto se encierra en un barril en forma de disco con un diámetro aproximado de 1 metro. El barril se llena con aceite, que se presuriza después del calentamiento; la presión del aceite se transfiere a la célula central. La célula central se calienta mediante un calentador de grafito coaxial. La temperatura se mide con un termopar.
La tasa de crecimiento de una pieza de 5 quilates (1,0 g) tipo Ib (amarillo, rico en nitrógeno) utilizando Fe-Ni como catalizador alcanza valores elevados de ~ 20 mg / h hacia el final del ciclo de crecimiento de 100 h. Es decir, una pieza de 5 quilates (1,0 g) puede aumentar a 6 quilates (1,2 g) en menos de 100 h.
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