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世界上最坚硬的东西是什么?为什么它能这么坚硬? 10大极端物质

发布时间:2023-09-08 10:19:28编辑:温柔的背包来源:

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一、世界上最坚硬的东西是什么?为什么它能这么坚硬?

一、世界上最坚硬的东西是什么?为什么它能这么坚硬?

常规物质中,最硬的物质应该是钻石。金刚石(钻石)的莫氏硬度是10,刚玉是9,不锈钢是5.5左右。然而,一些特殊的合成物质,如氮化碳(-C3N4)和聚合物金刚石纳米棒,其莫氏硬度高于金刚石。

硬度,表示材料局部抵抗外来物质压入其表面的能力;材料硬度的划分方法有很多种,比如莫氏硬度,就是用金字塔形的金刚钻针对材料表面施加一定的载荷进行划痕,然后测量划痕深度来表示材料的硬度。几种物质的莫氏硬度分别是:黄金2.5贝壳3.5铂金4.5不锈钢5.5牙齿6应时(玻璃)7刚玉9钻石10。

新材料中有一种氮化硼,硬度略低于金刚石,属于超硬物质,常用作工具材料;目前人类能在实验室合成的最硬的材料是氮化碳(-C3N4),1989年理论预测,1993年首次合成。它的硬度比钻石高。

金刚石是碳的同素异形体,原子组成与石墨相同,但金刚石的原子组合结构非常特殊。钻石中每个碳原子有四个共价键,形成正四面体的钻石晶胞,原子结构非常牢固。钻石虽然硬度很大,但也很脆,受重打也会碎,就像玻璃的硬度比钢高很多,但玻璃是易碎的。

在浩瀚的宇宙中,有许多极端天体的奇异物质,其硬度远远超过钻石。比如白矮星经过数百亿年的冷却会形成黑矮星。理论上,黑矮星物质的硬度远远超过钻石。同样,中子星冷却后形成的黑色中子星硬度更高。

世界上最坚硬的物质是钻石。人们在切割玻璃时,只要用镶钻的刀轻轻刮一下玻璃,坚硬的玻璃就会立刻“一分为二”;地质勘探用的钻机和钻头都镶有钻石,可以大大加快下钻速度。

和煤、石墨一样,钻石的化学成分是普通的碳。奇怪的是,钻石的硬度比它的“同胞”要高得多,因为它们的分子结构不同。在石墨分子中,碳原子之间的结合力很小,容易滑动分散;在钻石分子中,它的碳原子整齐地排列成固体结构,原子之间连接牢固,所以特别坚硬。世界上天然钻石的产量非常少,所以非常珍贵。

近年来,人们已经用石墨制造出人造钻石,可以和真钻石相媲美。

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