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世界上最堅硬的材料

圖文 更新时间:2024-09-13 13:14:30

世界上最堅硬的材料?1、碳炔 碳炔是碳原子聚集在一起形成的鍊,這些碳原子通過雙鍵或者交替的單鍵和三鍵連接在一起碳炔被認為是世界上最強韌的材料,強度比鋼高200多倍,超過鑽石40倍,是石墨烯抗拉強度的2倍碳炔在未來超高強度設備的發展中将有很重要的用途,我來為大家科普一下關于世界上最堅硬的材料?以下内容希望對你有幫助!

世界上最堅硬的材料(世界上最堅硬的物質)1

世界上最堅硬的材料

1、碳炔

碳炔是碳原子聚集在一起形成的鍊,這些碳原子通過雙鍵或者交替的單鍵和三鍵連接在一起。碳炔被認為是世界上最強韌的材料,強度比鋼高200多倍,超過鑽石40倍,是石墨烯抗拉強度的2倍。碳炔在未來超高強度設備的發展中将有很重要的用途。

碳炔具有無與倫比的強度,需要施加10納米牛(nanoNewtons)的外力才能破壞其單鍊結構。如果轉化為強度,可達6.0~7.5×107牛頓米/千克,超過了石墨烯的4.7~5.5×107牛頓米每/千克,碳納米管的4.3~5.0×107牛頓米/千克和金剛石的2.5~6.5×107牛頓米/千克。

碳炔還有一些有趣的性能。其柔韌性與聚合物和雙鍊DNA相似。當發生扭曲時,其整個結構可以自由旋轉,強度取決于末端化學組的牢固程度。而最有趣的或許是其穩定性,新研究發現當兩組碳炔鍊接觸時的确會發生反應,但存在一個激活屏障,能夠很容易防止這種情況的發生。

2、鉻

鉻(Chromium),化學符号Cr,單質為鋼灰色金屬。元素名來自于希臘文,原意為“顔色”,因為鉻的化合物都有顔色。1797年法國化學家沃克蘭 (L.N.Vauquelin)在 西伯利亞 紅鉛礦(鉻鉛礦)中發現一種新礦物,次年用碳還原得到。鉻在地殼中的含量為0.01%,居第17位。自然界不存在遊離狀态的鉻,主要存在于鉻鉛礦中 。在元素周期表中屬 ⅥB族, 鉻的 原子序數 24,原子量51.9961,體心立方晶體,常見化合價為 2、 3和 6。氧化數為6, 5, 4, 3, 2, 1, −1, −2, −4,是硬度最大的金屬。鉻是銀白色有光澤的金屬,純鉻有延展性,含雜質的鉻硬而脆。密度7.20g/cm3 。可溶于強堿溶液。鉻具有很高的耐腐蝕性,在空氣中,即便是在赤熱的狀态下,氧化也很慢。不溶于水,鍍在金屬上可起保護作用。

3、金剛石

金剛石俗稱“金剛鑽”。也就是我們常說的 鑽石 的原身,它是一種由碳元素組成的礦物,是碳元素的同素異形體。金剛石是自然界中天然存在的最堅硬的物質。金剛石的用途非常廣泛,例如:工藝品、工業中的切割工具。石墨可以在高溫、高壓下形成人造金剛石。也是貴重 寶石 。 摩氏硬度10,新摩氏硬度15,顯微硬度10000kg/mm2,顯微硬度比石英高1000倍,比剛玉高150倍。金剛石硬度具有方向性,八面體晶面硬度大于菱形十二面體晶面硬度,菱形十二面體晶面硬度大于六面體晶面硬度。

依照摩氏硬度标準(Mohs hardness scale)共分10級,鑽石(金剛石)為最高級第10級;如小刀其硬度約為5.5、銅币約為3.5至4、指甲約為2至3、玻璃硬度為6。

由于硬度最高,金剛石的切削和加工必須使用鑽石粉或激光(比如532nm或者1064nm波長激光)來進行。金剛石的密度為3.52g/cm,折射率為2.417(在500納米光波下),色散率為0.044。

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