Какой материал тверже

Всем известно, что на настоящий момент алмаз является эталоном твёрдости, т.е. при определении твёрдости материала за основу берется показатель твёрдости алмаза. В нашей статье мы рассмотрим десять самых твёрдых материалов в мире и посмотрим насколько они тверды относительно алмаза. Материал считается сверхтвёрдым если его показатели находятся выше 40 ГПа. Нужно учесть, что твёрдость материала может колебаться в зависимости от внешних факторов, в частности от приложенной к нему нагрузки. Итак, представляем десять самых твёрдых материалов в мире.

Лонсдейлит

Лонсдейлит по своей структуре очень похож на алмаз, ведь они оба являются аллотропными модификациями углерода. Лонсдейлит был обнаружен в воронке метеорита, одним из компонентов которого являлся графит. По всей видимости от нагрузок, вызванных взрывом метеорите, графит превратился в лонсдейлит. При обнаружении лонсдейлит не продемонстрировал особых чемпионских показателей твёрдости, однако было доказано, что при отсутствии в нём примесей, он будет твёрже алмаза! Доказанный показатель твердости лонсдейлита — до 152 ГПа

▽ 10 наиболее твердых веществ на земле.

Эльбор

Эльбор иначе называют кингсонгит и боразон. Материал этот практически такой же твердый, как и алмаз. Благодаря этому он широко используется в обработке различных твердых сплавов. Эльбор является природной модификацией нитрида бора.

Эльбор — единственное соединение бора, которой образуется в недрах нашей планеты. Остальные минералы, в состав которых входит бор, зарождаются около поверхности Земли.

Эльбор удалось обнаружить в части земной коры, которая в ходе эволюции планеты словно бы «нырнула» под соседнюю литосферную плиту. На глубине более трех сотен километров при температуре около 1200 градусов произошли химические превращения, в результате которых и появился этот сверхтвердый минерал. Случилось это примерно 180 миллионов лет назад.

Фуллерит

Пришло время рассмотреть самое твёрдое вещество в мире — фуллерит. Фуллерит — это кристалл, который состоит из молекул, а не из отдельных атомов. Благодаря этому фуллерит обладает феноменальной твердостью, он способен легко царапать алмаз, также как сталь царапает пластик! Твердость фуллерита — 310 ГПа.

Фуллерит

Гибкие и жесткие материалы

В гибкость это способность материала изменять свою форму, изгибаясь без разрушения. Гибкость — это способность быть податливой, адаптироваться к изменениям формы и мобильности. Это механическая гибкость.

Однако важно не путать противопоставление гибкое-жесткое (гибкость) с противопоставлением мягкое-жесткое (твердость). Мягкий материал можно формовать и менять разными способами, а не только сгибанием (его пластичность полная). Гибкий материал нельзя формовать, он принимает изменения формы только при изгибе.

10 самых твёрдых материалов на планете

Жесткий материал не может быть твердым. Например, древесина является жестким материалом, но имеет низкую твердость, поскольку для ее прокалывания требуется относительно небольшое усилие по сравнению, например, со сталью.

Приведенные примеры гибких и жестких материалов всегда относительны. Например, картон относится к числу жестких материалов, в отличие от бумаги, материала, изготовленного из тех же волокон, но, тем не менее, гораздо более гибкого. Но картон также имеет небольшую гибкость по сравнению, например, с железом.

С другой стороны, есть материалы, которые могут быть гибкими или жесткими в зависимости от их толщины. Например, полиэтилен высокой плотности (HDPE) может быть гибким в тонких листах, но он более жесткий в толстых слоях, и это материал, из которого изготавливаются такие объекты, как контейнеры для мусора или даже большие трубы. Многие из описанных ниже материалов могут быть как гибкими, так и жесткими.

• См. Также: Эластичные материалы

Примеры гибких материалов

1. Бумага. Это тонкий лист пасты, изготовленной из измельченных растительных волокон. Бумага более гибкая, если она имеет меньшую степень очистки, то есть ее волокна менее гидратированы. Бумага с гидратированными волокнами более жесткая.
2. LDPE / LDPE (полиэтилен низкой плотности). Это тип перерабатываемого термопласта, который используется в гибкой упаковке, такой как пакеты, самоклеящаяся пленка и перчатки. Хотя он также используется в жестких частях контейнеров (таких как крышки от бутылок), он в основном используется в тонких листах, которые делают его очень гибким. Он используется из-за его хорошей химической стойкости. Он также может выдерживать температуры до 80 ° C или 95 ° C в течение коротких периодов времени. Благодаря своей гибкости обладает высокой устойчивостью к механическим воздействиям.
3. Алюминий. Это металл не только гибкий, но и мягкий, то есть очень ковкий. Однако важно отметить, что в толстых слоях он становится жестким. По этой причине алюминий можно использовать в гибкой упаковке (даже в так называемой «алюминиевой фольге»), но также и в больших жестких конструкциях всех размеров, от пищевых банок до самолетов.
4. Силикон. Это неорганический полимер. Благодаря своей стабильности при высоких температурах, он широко используется в промышленности для изготовления форм и клеев. Он также используется в стерильных имплантатах, таких как грудные имплантаты, протезы клапанов и сердце.

• Он может служить вам: Пластичные материалы

Примеры жестких материалов

1. Картон. Он состоит из нескольких слоев гибкого материала: бумаги. Однако картон жесткий из-за своей толщины, а также из-за процесса, через который проходят волокна: склеивания. Его можно изготавливать из переработанных материалов, что делает его дешевым материалом. Из-за его жесткости и низкой стоимости это материал, который обычно выбирают для изготовления ящиков, которые позволяют перевозить другие, более хрупкие предметы.
2. ПЭТ (полиэтилентерефталат). Это пластик с высокой жесткостью, а также твердостью и прочностью. Он используется в упаковке напитков, соков и лекарств из-за его устойчивости к химическим и атмосферным агентам (тепло, влажность).
3. Полипропилен (ПП). Это один из материалов, который в зависимости от толщины можно считать жестким или гибким. Однако в основном он используется на жестких объектах. Это промежуточное звено между полиэтиленом высокой плотности и полиэтиленом низкой плотности. Он очень устойчив к высоким температурам и большинству кислот и щелочей. Их используют при производстве футляров для компакт-дисков, мебели, лотков и разделочных досок. Это материал, широко используемый в гастрономии и медицине (от лабораторной мебели до протезов), поскольку он не оставляет никаких остатков или токсичных загрязнений. Это предпочтительный материал для химических отложений из-за его устойчивости к ним. В его гибких формах он используется в бинтах, веревках и нитях, а также в тонких пленках, используемых для упаковки пищевых продуктов.
4. Стекло. Это неорганический материал, присутствующий в природе. Он жесткий и обладает высокой твердостью, то есть обладает высокой устойчивостью к истиранию, порезам, царапинам и проникновениям. Несмотря на это, можно изготавливать стеклянные предметы любой формы, поскольку его можно формовать при температурах выше 1200 ºC. Как только температура снова упадет, он снова станет твердым и приобретет новую форму.
5. Железо. Это твердый металл большой твердости и плотности. Это твердый металл, наиболее используемый человеком, помимо того, что он является одним из самых распространенных материалов в земной коре. Он используется для создания стали, другого жесткого металла, который представляет собой сплав (смесь) железа и углерода.
6. Дерево. Это основное содержимое стволов деревьев и всегда жесткое. Гибкие «стволы» растений называются стеблями и не содержат древесины. Дерево используется для создания твердых предметов, таких как украшения, посуда, дома или лодки. В отличие от других твердых материалов, таких как стекло или металлы, которые могут плавиться и принимать новые формы, дерево режут, режут или шлифуют, то есть ни в коем случае не перестают быть твердым материалом.

Он может служить вам:

• Натуральные и искусственные материалы
• Композитные материалы
• Изоляционные материалы
• Проводящие материалы

Источник: ru.kouraresidence.com

Самый твердый материал на земле

Давно «известно», что ни один из материалов, ни одно вещество не способно сравниться по твёрдости с алмазом. (На самом деле это не так). Но всё-таки, какие материалы приближаются к нему по этому параметру, и как именно определяется твёрдость?

Если измерение идёт по шкале Мооса, то оценивают свойства поверхности того или иного тела. Методы Роквелла и Виккерса помогают изучить параметры тела как единого целого. Сверхтвёрдым на микроуровне считается вещество (материал), чей показатель от сорока гигапаскалей и выше. Эта величина может изменяться, смотря по особенностям синтеза вещества или разных направлений приложения силы.

Субоксид бора, например, может выдерживать нагрузку в сорок пять гигапаскалей. Зёрна данного вещества по форме икосаэдры. Благодаря пониженному содержанию кислорода, субоксид бора химически инертен.

Борид магния-алюминия отличается твёрдостью в пятьдесят один гигапаскаль, плюс – малой интенсивностью трения. Однако использовать данный материал в машиностроении было бы чрезвычайно дорого.

Карбид бора, синтезированный более двухсот лет назад, имеет микротвёрдость до семидесяти двух гигапаскалей. Недаром его начали применять в практических целях, как только это свойство его стало известно. Сегодня карбид бора используется в бронежилетах.

Наноструктурированный кубонит – твёрдость около ста восьми гигапаскалей. Другое название этого вещества боразон, или эльбор. Он сопоставим по прочности с алмазом.

На шесть гигапаскалей твёрже вюртцитный нитрид бора, который подвергли локальным модификациям структуры.

Сто пятидесяти двух Гпа достигает Лонсдейлит – аллотропная модификация углерода, имеющая некоторое сходство с алмазом. Природный лонсдейлит был обнаружен сначала в кратере метеорита. Заметим всё же, что по сравнению с лабораторными образцами он не является предельно прочным.

Но что там лонсдейлит! Полимеризованный фуллерит полирует алмаз так легко, словно речь идёт о банальной пластмассе. Неудивительно – твёрдость его достигает трёхсот десяти гигапаскалей. Кристаллические узлы минерала образованы не атомами, а молекулами.

Особо прочные текстильные волокна применяются в бронежилетах, спортивном снаряжении, двигателях. Сверхтвёрдость им придают нанотрубки. Среди металлов высочайшую твёрдость имеет хром, среди древесины – берёза Шмидта.

Источник: interesnie-fakti.net