Một số vật tư như lonsdaleite rất có thể cứng rộng kim cương nhưng lại không vĩnh cửu với số lượng lớn hoặc hoàn toàn có thể sử dụng rộng lớn rãi.
Bạn đang xem: Vật liệu gì cứng nhất thế giới
Kim cương có thể cào xước gần như mọi thứ. Ảnh: Business Standard
Kim cương có giá trị cao vì chưng độ cứng. Là thiết bị trang sức, chúng hoàn toàn có thể tồn trên hàng cầm hệ và không bị xước bỏ mặc mài mòn ngày này qua ngày khác. Để làm lưỡi dao hoặc mũi khoan, chúng tất cả thể chiếu thẳng qua gần như bất cứ thứ gì mà không xẩy ra phá hủy. Ở dạng bột, kim cưng cửng giúp đánh bóng đá quý, kim loại và nhiều vật tư khác. Bởi vì vậy, search ra vật liệu cứng rộng kim cương cứng rất nặng nề khăn, theo Live Science.
Theo Richard Kaner, bên hóa học vật liệu ở Đại học Richard Kaner, kim cương vẫn chính là vật liệu cứng nhất trong nhiều phần mục thực sự tế. Có khá nhiều cách tạo thành loại kim cương cứng cứng hơn so với kim cưng cửng tiêu chuẩn và về triết lý các vật tư khác có thể cứng hơn kim cương, nhưng bọn chúng không tồn tại ở dạng có thể cầm ráng trong tay hoặc thực hiện rộng rãi.
Trong lúc mọi người đeo trang sức quý kim cương rất có thể chứng nhận thời gian chịu đựng của nó, có mang "độ cứng kháng lõm" (hardness) rất siêng biệt, theo Paul Asimow, đơn vị địa chất hóa học ở Viện technology California (Caltech). Nó hay bị nhầm lẫn cùng với các điểm lưu ý khác như độ cứng kháng uốn (stiffness) xuất xắc độ bền. Phần lớn yếu tố này chưa phải luôn nhất quán với độ cứng chống lõm. Ví dụ, kim cương có độ cứng kháng lõm rất lớn nhưng độ cứng chống uốn chỉ tầm trung bình. Kim cương thuận tiện vỡ dọc theo mặt tinh thể, đó là bí quyết những thợ kim hoàn rất có thể tạo ra viên kim cương nhiều mặt lấp lánh lung linh đẹp mắt.
Các nhà kỹ thuật đo độ cứng phòng lõm theo vài phương pháp khác nhau. Nhà địa hóa học học thường nhờ vào đơn vị so sánh là thang độ cứng Mohs, một cách để xác định hầu hết khoáng chất thực địa dựa trên việc chúng hoàn toàn có thể gây xước giỏi không. Kim cương nằm tại độ 10, cấp cao nhất trong thang độ cứng Mohs, gồm nghĩa nó rất có thể làm xước sát như bất kỳ thứ gì. Trong phòng thí nghiệm, nhà công nghệ vật liệu phụ thuộc cách đo đúng đắn hơn gọi là thử nghiệm độ cứng Vickers, giúp khẳng định độ cứng của vật liệu dựa trên lực quan trọng để tạo ra vết lõm bằng mũi nhọn tương tự như ấn ngòi bút chì vào tẩy.
Kim cương kết cấu từ nguyên tử carbon bố trí theo mạng lập phương, nối với nhau bằng những link hóa học to gan lớn mật và ngắn. Cấu trúc này đem lại cho nó độ cứng phòng lõm quánh trưng. đa phần vật liệu cứng hơn kim cương gần như là công dụng từ cầm đổi nhỏ tuổi so với cấu tạo tinh thể của kim cưng cửng thông thường, hoặc chuyển đổi một số nguyên tử carbon bởi boron xuất xắc nitrogen.
Một đối thủ tuyên chiến và cạnh tranh danh hiệu vật liệu cứng rộng kim cương là lonsdaleite. Tương tự như kim cương, lonsdaleite cấu tạo từ nguyên tử carbon, dẫu vậy chúng thu xếp theo cấu tạo tinh thể hình lục giác thay vị lập phương. Mãi tới bên đây, lonsdaleite new được search thấy với lượng cực nhỏ, nhà yếu bên phía trong thiên thạch, và giới nghiên cứu và phân tích chưa rõ liệu hoàn toàn có thể xếp riêng rẽ nó như một vật tư không tuyệt nó chỉ là một khiếm khuyết của kết cấu tinh thể kim cương tiêu chuẩn.
Gần đây, một đội nhóm nhà kỹ thuật tìm thấy tinh thể lonsdaleite nhỏ tuổi cỡ micron (một micron bằng 1/1.000 mm) trong thiên thạch. Đó là gần như tinh thể nhỏ tuổi li ti cơ mà vẫn to hơn so với phát hiện tại trước đây. Các nhà kỹ thuật khác report tạo ra lonsdaleite trong phòng thí nghiệm, dù gần như tinh thể chỉ mãi mãi trong một trong những phần giây. Vì chưng vậy, dù lonsdaleite rất thú vị, nó không thể sửa chữa kim cương trong vận dụng như cắt, khoan hoặc đánh bóng trong tương lai gần.
Việc điều chỉnh cấu trúc cỡ nano của kim cưng cửng cũng hoàn toàn có thể tạo ra vật liệu cứng hơn kim cương thông thường. Một vật liệu kết cấu từ những tinh thể kim cương li ti sẽ cứng rộng kim cương cần sử dụng làm đá quý bởi hạt kích cỡ nano bị cố định và thắt chặt thay vày trượt qua nhau. Kim cưng cửng "cặp đôi nano", trong đó các hạt sản xuất thành dạng hình ảnh phản chiếu của nhau, bao gồm độ cứng kháng lõm gấp đôi kim cương cứng thông thường.
Tuy nhiên, phần lớn nhà khoa học không tuân theo đuổi vật tư siêu cứng chỉ nhằm lập kỷ lục, vắt vào kia họ tra cứu cách tạo ra thứ nào đó hữu ích. Họ có thể muốn tạo nên thứ gì đó gần như cứng ngang kim cương tuy vậy rẻ hoặc dễ tạo thành hơn trong phòng thí nghiệm.
Ví dụ, phòng nghiên cứu của Kaner tạo nên nhiều kim loại siêu cứng rất có thể dùng trong vận dụng công nghiệp nắm kim cương. Một thành phầm thương mại gồm sẵn phối hợp giữa tungsten với boron, thuộc lượng rất bé dại kim loại khác. Làm nên của tinh thể mang lại cho vật dụng liệu điểm lưu ý khác nhau theo khá nhiều hướng khác nhau. Lúc sắp theo hướng phù hợp, nó rất có thể làm xước kim cương, theo Kaner. Vật tư này cũng có thể có chi phí sản xuất phải chăng vì chưng không yên cầu điều khiếu nại áp suất cao như để sản xuất kim cưng cửng trong chống thí nghiệm.
Ai cũng hiểu được kim cương cứng là vật tư cứng duy nhất hiện nay, không còn vật liệu làm sao khác có thể cứng rộng nó tuy vậy trong thực tế không đề nghị vây. Với công nghệ và nghệ thuật tiên tiến, hiện đại, những nhà khoa học hoàn toàn có thể tạo ra các “siêu đồ liệu” có độ bền cùng cứng vượt trội hơn rất nhiều kim cương.
Dưới đó là danh sách 10 vật liệu cứng tuyệt nhất trên thế giới được xếp theo vật dụng tự tăng vọt về độ cứng:
10. Tơ nhện
Loài nhện Darwin’s Bark (tên khoa học là Caerostris darwini), phát triển trong môi trường xung quanh tự nhiên sinh sống Madagascar tạo ra ra nhiều loại tơ dai và chắc chắn hơn tơ của ngẫu nhiên loài nhện như thế nào khác.Tơ nhện của Darwin’s Bark thậm chí là còn dai chắc chắn hơn gấp 10 lần gai Kevlar – một số loại vật liệu để gia công áo chống đạn, theo như phân tích đối với tơ nhện Darwin’s Bark cho thấy, nó là vật liệu sinh học gồm độ dai cứng cáp nhất từng được biết đến tính đến nay.
Family)
9. Silicon Cacbua
Tên điện thoại tư vấn khác là
Carborunđum, là một trong chất của Silic cùng Carbon có công thức chất hóa học là
Si
C. Trong tự nhiên, Silicon Cacbuaxuất hiện dưới dạng khoáng chất vô cùng quý hiếm moissanit.Silic cacbua bột đang được cung ứng hàng loạt từ thời điểm năm 1893 để áp dụng như một hóa học mài mòn, phân tử silic cacbua rất có thể liên kết với nhau bằng cách thiêu kết nhằm tạo cấu tạo rất cứng được sử dụng rộng thoải mái trong các ứng dụng yên cầu độ bền cao, ví dụ điển hình như khối hệ thống phanh xe, bộ ly hợp xe và những tấm gốm trong áo kháng đạn.
Xem thêm: Ngành công nghệ vật liệu ra trường làm gì, giới thiệu về ngành công nghệ vật liệu
8.Nanospheres/Nano-Kevlar
Kevlar là 1 trong những dạng của para – aramid, một nhiều loại sợi tổng hòa hợp có tương quan đến các aramit như Nomex cùng Technora, những hạt nano nhỏ dại bé vào Kevlarcó năng lực tự tập hòa hợp và links lại cùng nhau thành dạng với lưới. Đây là vật liệu hữu cơ cứng tuyệt nhất mà nhỏ người sản xuất ra từ trước tới nay, chúng được dùng để làm thiết kế áo quấn giáp, lốp xe đạp và thuyền buồm.
7. Kim cương
Kim cương cứng là nhiều loại vật liệu tự nhiên và thoải mái cứng tốt nhất trên quả đât có khả năng chống trầy xước xước cao, đặc thù này tạo cho kim cương cứng trở thành vật liệu lý tưởng mang đến việcđánh bóng, cắt, mài mòn các loại vật tư khác như kính, gương hoặc thậm chí là kể cả kim cương cứng khác.
Kim cương là một trong trong hai dạng thù hình được biết đến nhiều duy nhất của cacbon (dạng sót lại là than chì), có độ cứng rất cao và khả năng khúc xạ ánh sáng tốt nhất có thể làm đến nó có tương đối nhiều ứng dụng trong cả công nghiệp và ngành kim hoàn.
Chúng là vật liệu tốt nhất có thể để tạo ra các mặt phẳng nhám với chỉ bao hàm viên kim cưng cửng khác, hồ hết tinh thể cacbon dạng lồng tốt ADNR mới có thể cắt kim cưng cửng được. Khoảng tầm 150 triệu cara (30.000 kg) kim cưng cửng được khai thác mỗi năm với tổng mức vốn 10 tỷ USD, hình như khoảng 100.000 kg kim cương thường niên được pha trộn nhân tạo.
6.Wurtzite boron nitride
Đây là vật liệu được tạo thành trong những vụ phun trào núi lửa,Boron nitride là chất chịu nhiệt và giải pháp nhiệt, nó là hợp chất boron và nitơ với bí quyết hóa học là BN.Do cấu tạo hình lục giác quái đản của boron nitride, nên nó mang tên là wurtzite boron nitride với theo định hướng nó cứng hơn kim cương 18%.
Loại đồ dùng liệu này có kết cấu liên kết giữa các nguyên tử theo hình khối, y như kết cấu nguyên tử sinh sống khối boron nitride cùng kim cương. Mặc dù nhiên, sự khác biệt là các nguyên tử của vật tư này liên kết với nhau ở những góc độ không giống nhau.
Ở mức áp lực đè nén như nhau, trong kỹ năng chịu đựng của kim cương thì những liên kết vào kim cưng cửng phản ứng tương tự. Mặc dù nhiên, wurtzite boron nitride trở nên táo bạo hơn cho gần 80% khi bị áp lực cao không dừng lại ở đó nên việc tạo ra wurtzite boron nitride khá cạnh tranh khăn.
5.Lonsdaleite
Về cấu trúc,Lonsdaleite cũng là một dạng hình thù của kim cương, điện thoại tư vấn là lục giác kim cương vì có cấu tạo tinh thể hình lục giác.Loại vật tư này được ra đời khi những thiên thạch chứa than chì va chạm tới vào Trái Đất, ánh sáng cao và áp lực của tác động ảnh hưởng đã đổi khác từ than chì thành kim cương, nhưng vẫn giữ lại được hình lục giác graphite của mạng tinh thể.
Lonsdaleite mở ra lần trước tiên vào năm 1967 tự thiên thạch Canyon Diablo. Nó tất cả màu nâu vàng, chỉ số khúc xạ là 2,40-2,41 thuộc trọng lượng riêng là 3,2-3,3. Dựa vào tính toán, nó bao gồm cứng hơn 58% đối với kim cương.
4.Dyneema
Là loạichất dẻo tổng thích hợp polythen sinh sống dạng sợi gồm độ cứng lớn nhất trên vậy giới.Với điểm lưu ý là khối lượng nhẹ hơn nước (khối lượng riêng của Dyneema là 0.97), nó có thể nổi trên mặt nước. Dyneema cứng hơn thép vội vàng 15 lần, nó bao gồm thể hạn chế được đạn bắn từ xa. Vị vậy, nó được áp dụng để chế tạo vật liệu khôn cùng dẫn,áo sát chống đạn, kết cấu phòng đạn đến ô tô, vật dụng bay,…
Velo.com)
3.Thủy tinh kim loại
Nghe có vẻ như hơi kỳ quặc nhưng thực tiễn loại vật tư này cócó cả đặc thù của thủy tinh trong và của kim loại. Các nguyên tử kim loại bố trí có trơ trọi tự hay tinh thể, những nguyên tử vào thủy tinh kim loại ở tâm lý vô định hình, giống như dạng lỏng hoặc thủy tinh. Ở dạng kim loại tổng hợp tinh thể, những nguyên tử nằm trong vùng điện thoại tư vấn là “thớ” và ranh giới giữa những thớ này là một trong nhược điểm trong đồ gia dụng liệu; mặc dù nhiên, thủy tinh sắt kẽm kim loại bền hơn nhiều do không tồn tại những ranh con giới như vậy.
Nếu ta dùng búađập một loại sắt kẽm kim loại tinh thể, nó có khả năng sẽ bị lõm do những thớ chịu lực tác động của cú đập và dịch chuyển dọc rực rỡ giới thớ nhưng bọn chúng sẽ nhanh lẹ trở về nguyên trạng ban đầu. Tại sao là vị chúngthiếu những thớ tinh thể nên rất có thể uốn chúng thành những hình dạng không giống nhau. Kề bên đó, kết cấu giống chất lỏng nghĩa là bọn chúng tan chảy ở nhiệt độ thấp rộng so với các vật liệu không giống và hoàn toàn có thể đúc khuôn thuận lợi như chất dẻo.
2. Giấy
Bucky
Giấy Bucky là vật liệu nano được xuất hiện từcác phân tử carbon hình ống, vô cùng mỏng mảnh ( nó còn mỏng dính hơn 1 gai tóc bạn tới 50.000 lần). Giấy Bucky nhẹ nhàng hơn thép 10 lần cơ mà lại bền lâu 500 lần so với thép.
Một tờ giấy Bucky trông y như giấy dùng cho máy đánh chữ carbon giao diện cũ mà lại nó cứng hơn nhiều lần so với khối lượng tương đương của thép. Giấy Bucky cũng có thể có độ dẫn nhiệt giỏi và sự phản xạ quang học thấp.
Daddy)
1.Graphen (graphene)
Dẫn đầu về độ cứng trong danh sách là
Graphen (hay gọi là graphene).Nó có hình trạng là tấm phẳng dày bằng một lớp nguyên tử của các nguyên tử cacbon với liên kết sp2 hiện ra tinh thể dạng tổ ong. Graphen là tên gọi được ghép từ “graphit” (than chì) nối với hậu tố “-en”, bao gồm nghĩ là than chì được ghéplại từ không ít tấm graphen, chiều lâu năm liên kếtcacbon-cacbon là0,142 nm
Graphen là phần tử cấu trúc cơ bản của một số trong những hình thù bao gồm: than chì, ống nano cacbon cùng fulleren. Mong mỏi chọc thủng một lớp
Graphen tất cả độ mỏng dính như 1 tờ giấy nhựa thông thường thì bạn phải áp lực tương đương với một con voi châu Phi đứng thăng bằng trên 1 cái cây viết chì.
