世界上最硬的東西是什麼?

2021-01-12 天天科學社

世界上最硬的東西是什麼?

長期以來,鑽石普遍被認為是硬度冠軍,廣泛被用於從工業鑽頭到裝飾珠寶。立方氮化硼,一種合成材料,排在第二位,直到科學家發現了氮化硼的另一種晶體結構,並觀察到它在高應力下獨特的原子鍵重排,使得它的硬度超過了鑽石。

具有相同化學成分的不同晶體結構,稱為同素異形體,這在自然界中很常見,晶體中不同的原子鍵方向和對稱面導致了不同的物理性質。研究人員過去曾對氮化硼的纖鋅礦結構(w-BN,三維六邊形重複排列)進行過研究,其性能不如立方氮化硼。但是使用一個標準硬度測試——壓痕實驗,用一個小的錐體壓入材料並測量所需的力,科學家發現了w-BN實際上硬度高於鑽石達到114Gpa(1650萬磅/平方英寸),比鑽石高18%,鑽石的硬度值是97Gpa。

在壓痕過程中,壓頭作用下的較大正壓壓力可以使纖鋅礦型氮化硼的一些鍵會翻轉約90度,迫使w-BN形成較強的結構,從而顯著提高其強度。在鍵翻轉後,w-BN的硬度值增加了78%,纖鋅礦型氮化硼在自然條件下可由火山爆發時產生的高熱和高壓下產生。

但纖鋅礦型氮化硼仍舊不屬於最硬材料,六方金剛石(lonsdaelite),一種鑽石的同素異形體,與w-BN有著相似的結構。在硬度壓痕時也會發生同樣的鍵翻轉過程,全碳結構的硬度為152 GPa,優於金剛石和w-BN,比普通金剛石高58%。六方金剛石是一種稀有但自然可能存在的礦物,比如巨大隕石撞擊地球表面時也能產生合成六方金剛石形成所需的條件,因此也有可能自然產生。

上面幾種都是可能在自然條件下產生的材料,現代科技合成的人工材料如石墨烯和碳炔的硬度都被證明高於上述幾種。

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    世界上最堅硬的東西是什麼?比金剛石還硬的有沒有?時間:2015-05-03 14:27   來源:紅網   責任編輯:毛青青 川北在線核心提示:世界上最堅硬的東西是什麼?比金剛石還硬的有沒有?- 是金剛石,金剛石是碳在高溫高壓條件下的結晶體,是自然界最硬的礦物。其名稱來源於希臘文「Adamas」,意為堅硬無敵。 硬度是物體對外力侵入所表現的抵抗能力,也可以理解為在固體表面產生局部形變所需要的能量。根據作用方式不同,硬度可分為刻劃硬度和壓入硬度。刻劃硬度反映的是被測試物體對抗另一硬物體尖端刻劃得能力。
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    木材上有類似蛇皮的紋理,大量的需求和有限的供給使它成了世界上最昂貴的木材之一。澳洲特產,木質極堅硬。部分板材色澤很深, 可以做黑檀的替代品,其實它比黑檀還硬。此木被廣泛認為是世界上最硬的木材之一,已經被《野生動植物國際貿易公約》列為瀕危物種。西班牙語稱之為「quebrar hacha」,意為「斧頭終結者」。其分類在破斧木屬,是世界上最硬最重的木材之一。
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