世界上比钻石还硬的物质有哪些

世界上比钻石还硬的物质有哪些,第1张

前段时间在中科院物理所的微信公众号上看到了一篇文章,里面介绍了一些冷知识,这些被我们过去认为是正确的观点,或许压根就是错误的,又或许在科学发展的某一时刻已被推翻。

最简单的一个例子就是之前我们常常说的太阳系九大行星在2006年之后已经变成了八大行星,冥王星已被踢出行星之列被降级为矮行星。

同样的,过去我们一直认为钻石是世界上最硬的物质。但这个事实在2009年就已经被推翻。科学家们研制出了两种硬度超过钻石的物质,即

纤锌矿型氮化硼和蓝丝黛尔石

(也叫六方金刚石、六方碳)。这两种物质的压入硬度分别比钻石高18%和58%。

纤锌矿型氮化硼和蓝丝黛尔石

遗憾的是,这两种物质非常罕见而且不太稳定。在2013年,又一种超硬材料出现,它就是

超硬纳米孪晶立方氮化硼

超硬纳米孪晶立方氮化硼

还有一种公认的很硬的材料就是石墨烯,

但石墨烯是一种纳米材料,而且是一种二维材料。

还有一种公认的很硬的材料就是石墨烯,

在这里顺便盘点一些材料领域的其它黑马。

世界上最轻的材料:气凝胶。它的密度低到了3千克每立方米,隔热效果相当好;

最黑的材料:Vantablack,意思就是超级黑

。这种材料的缝隙小到连光线都无法进入,以致于看起来非常黑。

最吸水的材料:高吸水性树脂,它的吸水率可以高达其体积的1000倍。

但是科学是不断发展的。没有一个科学理论规定了说材料的硬度有上限之类的说法。随着科学技术的不断进步,我们在未来仍将有可能继续发现一些新的具有奇异性质的材料。我们的三观也要做好随时被刷新的可能。

什么是钨金?

钨金是一种战略资源,作为一种不可再生资源,全国只有中国和俄罗斯,含量比较丰富,全球的总量也只有几百万吨,

在武侠小说里面,钨金是做绝世宝剑的神秘材料,

据香港武侠小说名家黄易的《乌金血剑》记载:“有一种从天上掉下来的奇异物质,埋地十万年后,通体变成乌黑而泛点点金光……采这种异物‘乌金’,配以适当的铸炼秘术,能炼成有生命和有灵性的宝剑,即使次一级的,也成无坚不摧的利器”。

无坚不摧,这个形容词放在“钨金”身上几乎是再合适不过的,因为钨金的硬度在8-9M(莫氏硬度标准)之间,而被公认为真正无坚不摧的钻石的硬度是10M。钨金的硬度仅次于钻石,是最硬的金属。钨金首饰最大特点就是硬,钨金是全世界最硬的金属,(8K-9K的硬度)比10K黄金硬10倍,比不锈钢硬5倍,比钛金硬4倍,钨金作为一种合金,也叫钨钢,有着惊人的硬度和稳定性,不比钻石差一点点,如果工艺做的好,钨金首饰表面会有一种很特殊的光泽,带过钨金首饰的朋友知道,时间带的越长,因为和皮肤接触,不但不会氧化,反而越来越亮,用挫刀,用刀划,用强酸,钨金戒指一点痕迹都不会有。 钨金硬度一般在85-95的层级钨金的硬度是钛的四倍,钢的2倍所以它基本上是零刮损。 钨金有很让消费者喜爱的地方,这种材料的硬度接近天然钻石,不易磨损,亮度如镜面,永不退色,还有能承受机械冲击的优 钨金饰品的优点:

1硬度高:摩氏硬度为89--91,是18K金的10倍,钛金的4倍,等同于天然蓝宝石。硬度高,使得钨金饰品非常耐磨,不容易产生划痕。变形等问题。

2光亮度高。抛光后能够发出宝石般的色泽和光芒。亮度犹如镜面。

3钨金饰品的耐腐蚀性能好。通过人工汗液测试,完全不腐蚀,不退色,不变色,不过敏,不生锈,光泽可以保持历久常新。

4钨金的密度大,质感强。

5钨金饰品的辐射趋近于零,可以忽略不计。

钻石、石墨烯已经是目前为止发现的最硬物质之一,不过这并不代表它是最硬的。要了解比钻石更硬的物质,我们要先了解什么是“硬”,这里我们用硬度来表示它们的本体属性,从外部来看,硬度是固体对外界问题入侵的局部抵抗能力的表现。

内在表现为固体分子间组成的结构稳定性强弱,所以同样是碳单质,木炭的结构就没有钻石的结构牢固,硬度也就无法相提并论了。

首先要出场的,是金属中最硬的元素——铬(Cr),在元素周期表中排名24。最早是法国化学家沃克兰在18世纪在矿石中发现的,单质颜色呈钢灰色多以铬铁矿FeCr2O4形式存在。

而在地球上的非金属元素中,最坚硬的物质就是钻石,在人类社会中是爱情的象征。它是由碳单质组成,每个碳原子和相邻的4个原子组成的一个正四面体,结构相当稳定。由于硬度太大,想要切割金刚石只有用激光和钻石粉才行。

同样,在生活中我们也会利用金刚石超强的硬度,来当作切割工具,比如玻璃切割器头部,就有金刚石。当然了,自然界地大物博,由碳元素既然能构成钻石这样坚硬的物质,人类也能在此基础上发明创造。

根据碳原子排列方式的不同,人类创造出了各式各样的同素异形体,比如石墨、石墨烯等。拿钻石做比较,比它更硬的东西,在自然界中是不存在的,不过人类却造了出来,石墨烯就是其中之一。

石墨烯和钻石两者同根同源,都是由碳单质组成。但它的用途可要比金刚石更多、更广泛,由于其良好的导电性、光学特性等等,一切看起来都和有革命性,因此被广泛运用在航空、航天等领域。

不过和它的兄弟硫化碳炔比起来,硬度还是要差一点,这种材料结果很简单,就是一串单原子组成,有一维属性。由于它已经扁得不能再扁了,所以再怎么挤压,都没有间隙了。因此,它是人类制造的所有物质里最坚硬的存在,比钻石强40倍,是石墨烯的两倍,属于未来科技材料。

不过这仅仅是在地球上的最硬物质,将眼光看得更远一些,你会发现宇宙中的一些物质,硬度才是真的可怕。比如中子星内核物质。在上个世纪60年代,科学家发现了中子星,它是已知天体中,密度最大的天体(黑洞除外),是水密度的100亿倍。

相当于把太阳压缩成月亮的区别,超重的质量让它由于了巨大的引力,引力又将中子星内核原子距离极限压缩,使得中子星核心坚不可摧,金刚石的硬度和它比起来就像旺旺小小酥和铁块的区别。

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