탄화붕소 모스 경도

탄화붕소(B₄C)의 모스 경도는 약 9.3~9.5 입니다  .

이를 이해하기 쉽게 설명하자면,  모스 경도계 에서 해당 경도의 위치는 다음과 같습니다 .

• 9:  커런덤(루비, 사파이어)

• 9.3–9.5: 탄화붕소( B₄C )

• 9.5–10:  입방정 질화붕소(cBN)

• 10:  다이아몬드

• 

모스 경도계가 초경질 재료에 대해 정확도가 떨어지는 이유는 무엇일까요?

모스  경도계 는 1(활석)부터 10(다이아몬드)까지의 순서형 경도 척도  입니다   . 광물 식별에 매우 유용하지만, 경도가 가장 높은 단계로 갈수록 식별력이 떨어집니다. 따라서 경도가 매우 다른 물질  (  예: 부탄철(B₄C, 약 38 GPa)과 다이아몬드(약 100 GPa))도 모두 9에서 10 사이의 경도로 평가될 수 있습니다.

탄화붕소와 같은 최신 엔지니어링 세라믹의 경우, 과학자와 엔지니어는 거의 전적으로  정량적 척도를 사용합니다 .

1. 비커스 경도(Hv): 약 30~40 GPa

2. 크누프 경도(Hk): 약 27~30 GPa

이 측정 도구는 피라미드형 다이아몬드 압입기를 사용하여 알려진 힘을 가하고 영구적인 압흔의 크기를 측정합니다. 이를 통해 직접 비교가 가능한 정확하고 재현 가능한 수치를 제공합니다.

탄화붕소의 경도에 대한 결론

• 모스 경도:  ~9.3–9.5  – 이것은 사파이어(9)보다 단단하고 다이아몬드(10)만큼 단단하다는 것을 간결하게 알려줍니다.

• 실제 적용 사례: 일반적인 모스 경도 시험을  시도해 보면  , 날카롭고 품질 좋은 탄화붕소 결정은  커런덤(사파이어)을 쉽게 긁을 수 있고, 경도가 같기 때문에 자기 자신도 긁을 수 있을 가능성이 높으며, 높은 하중을 가하면 다이아몬드나 입방정 질화붕소에 희미한 흠집을 남길 수 있고,  이 두 재료 에는  거의 확실히 긁힐 것입니다  .

따라서 “모스 경도 9.5″는 극도로 뛰어난 내스크래치성을 나타내는 완벽하고 유용한 약어이지만, 기술적으로 더 중요한 사실은 탄화붕소가 다이아몬드와 질화붕소에 이어 세 번째로 단단한 물질이라는 점입니다.