比钻石更硬的物质

比钻石更硬的物质,第1张

碳炔:碳炔由多达6000多个碳原子组成,支撑之后其硬度钻石的40倍之多,但碳炔的制造及其困难,因为性质十分不稳定,将其性能进行巩固是如今研发的重点。立方体氮化硼:立方体氮化硼有着优良的热稳和化学稳定性,硬度比钻石大。这种超硬物质在机械、钻探、研磨以及切削等领域有着非常广泛的应用。

1、碳炔:碳炔是由多达6000多个碳原子组成的,支撑之后其硬度是钻石的40倍之多,但碳炔的制造及其困难,因为它的性质十分不稳定,将其性能进行巩固是如今研发的重点。

2、立方体氮化硼:立方体氮化硼有着优良的热稳和化学稳定性,硬度比钻石大。这种超硬物质在机械、钻探、研磨以及切削等领域有着非常广泛的应用。

3、石墨烯:石墨烯是如今应用范围最为广泛的超硬物质,在飞机制造等多个领域均有使用。

钻石的莫氏硬度为10,它是自然界中已知硬度最大的物质。而钻石指的是经过琢磨的金刚石,是在地球深部高压、高温条件下逐渐形成的一种由碳元素组成的单质晶体。

钻石被称为“宝石之王”,它是世界上最珍贵的宝石,也是宝石中唯一由单一元素组成、成分最简单的、具有立方结构的天然晶体。

钻石的成分和常见的媒、铅笔芯、糖的成分基本相同,碳元素在较高的温度、压力下,会逐渐结晶形成石墨,同时在高温、极高气压以及还原环境下,就会结晶形成珍贵的钻石。

滑石硬度1,石膏硬度2,汉白玉硬度3,岫玉硬度4,玻璃硬度5,雨花石硬度6,石英硬度7,黄玉硬度8,红宝石,和蓝宝石硬度9,金刚石和钻石硬度10。

岩石硬度是岩石抵抗其他物体刻划或压入其表面的能力。莫氏硬度是表示矿物硬度的一种标准,又称摩氏硬度。1822年由德国矿物学家腓特烈摩斯首先提出。是在矿物学或宝石学中使用的标准。

莫氏硬度是用刻痕法将棱锥形金刚钻针刻划所测试矿物的表面,并测量划痕的深度,该划痕的深度就是莫氏硬度,也用于表示其它物料的硬度。

1到10硬度是如何测得

选择被测样品的尖锐位置。在已知硬度的平面型矿物硬度计平面进行刻划,刻划硬度的测试由低至高依次进行。观察硬度计平面有无刻面,轻擦平面,以防被测样品的粉末留在硬度计上,使判断失误。

若硬度计平面有划痕,则样品硬度大于硬度计。再依次测试更高一级的硬度计,直至介于两个硬度级别之间或相当于某一硬度计为止。结果表示摩氏硬度计所测的相对硬度用1到10数字表示,根据实测情况,可分别用等于,大于和小于某硬度级别。

★钻石的硬度为莫氏硬度 10 级;

※※金刚石自古就是最名贵的宝石,以透明无瑕疵、无色或微蓝为上品。其加工成品称为钻石。

金刚石无色、透明或微带蓝、黄、褐、灰、黑等色。灰或黑色的圆粒金刚石称为黑金刚石。有些金刚石已可通过人工方法使之改色标准金刚光泽折射率高达240~248。具强色散性。在X射线照射下发蓝绿色荧光,这一特性被用于选矿。八面体解理中等。质量最好的金刚石比重可达 353,而黑金刚石仅为 315。摩斯硬度10,是已知物质中硬度最高的。具半导体性。金刚石加热到1000℃时,可缓慢转变为石墨。

■莫氏硬度表

滑膏 /12 ----1滑石 2石膏

方萤/ 34----3方解石 4萤石

磷长/ 56 ----5磷灰石 6正长石

英黄/ 78----7石英 8黄玉

玉刚/ 910----9刚玉 10金刚石

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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