事實(shí)上,我們很難確定世界上最堅(jiān)硬的材料究竟是什么。這取決于我們討論的強(qiáng)度類型是什么—拉伸強(qiáng)度或是剪切韌性?屈服強(qiáng)度或者是硬度?因此關(guān)于強(qiáng)度的定義并不唯一,下面我們將介紹十種材料,從各個(gè)不同角度來分析其強(qiáng)度。
10、鉆石
就硬度而言,鉆石可謂無與倫比,這也就是為什么其基本上不可能被刮傷。鉆石是由碳原子緊密排列在一起形成的,其常被用于鉆頭,砂紙以及鋸等,可進(jìn)行切割,研磨,拋光等。然而,雖然鉆石是最堅(jiān)硬的,但卻不是強(qiáng)度最大的,當(dāng)你用錘子砸它時(shí),它會碎成碎片。
09、蜘蛛絲
蜘蛛絲具有非常高的拉伸強(qiáng)度。它可以承受比鋼還高的拉力,同時(shí)也可以被拉伸很長。強(qiáng)度最高的蜘蛛絲來自于馬達(dá)加斯加的達(dá)爾文樹皮蜘蛛,它可制造世界上最大的蜘蛛網(wǎng)之一。
08、碳/碳復(fù)合材料
碳碳復(fù)合材料有很多種,但是所有的材料都具有良好的強(qiáng)度。它們可以抵抗巨大的張力,也可以在開裂前吸收大量的力。由于其質(zhì)量非常輕,因此這種復(fù)合物可用于飛機(jī)引擎,也可用于航天飛機(jī)的外殼和洲際彈道導(dǎo)彈的頭錐。
07、鋨
鋨是鉑族的金屬化學(xué)元素,當(dāng)獲得鋨單體的時(shí)候,它是一種非常堅(jiān)硬的金屬,具有藍(lán)色,且是六方晶體結(jié)構(gòu)。它可以用于鋼筆,電接觸等,也可應(yīng)用于需要極端耐久性和硬度等領(lǐng)域。
06、馬氏體時(shí)效鋼
馬氏體時(shí)效鋼具有超高的強(qiáng)度和韌性,且具有很好的延展性,它們可用于航空航天和模具等方面。馬氏體時(shí)效是指馬氏體的老化,硬質(zhì)組織常出現(xiàn)于鋼中。
05、金屬玻璃
這種玻璃由鈀的微合金制成,具有的化學(xué)結(jié)構(gòu)在保持其強(qiáng)度的同時(shí)可抵消玻璃固有的脆性。其密度不高,且比鋼要輕,和鋁以及鈦差不多。
04、纖鋅礦型氮化硼
纖鋅礦型氮化硼的結(jié)構(gòu)和鉆石非常相似,但是鉆石是碳在高壓下經(jīng)過一定時(shí)間形成的,而纖鋅礦型氮化硼是在火山噴發(fā)時(shí)的高溫和高壓條件下形成的,其硬度比鉆石還要高18%。和鉆石類似,纖鋅礦型氮化硼可用于切割工具等需要非常高的硬度的領(lǐng)域。
03、六方金剛石
這也許是自然界存在的最堅(jiān)硬的材料。它和鉆石相似,是由碳原子組成,但是其排列方式不一樣。六方金剛石的硬度比鉆石還要高58%。
02、石墨烯
石墨烯還有單層碳原子,排成蜂窩狀。在其晶體形式下,石墨烯是所測量的材料中強(qiáng)度最高的。石墨烯的制造很困難,但是科學(xué)家已經(jīng)可以通過化學(xué)氣相沉積法來得到屏幕大小的石墨烯片,在這個(gè)過程中石墨烯在銅基底上生長。其潛在應(yīng)用包括用于顯示屏幕等。
01、硫化碳炔
即使其只是一串單個(gè)原子,但是硫化碳炔的拉伸強(qiáng)度是其石墨烯前驅(qū)體的兩倍,拉伸剛度是金剛石的三倍。其在室溫下很穩(wěn)定,當(dāng)存放在一起時(shí)可以與其他鏈形成可預(yù)測的交聯(lián)。雖然其結(jié)構(gòu)簡單,但是其強(qiáng)度是鋼的200倍。
10、鉆石
就硬度而言,鉆石可謂無與倫比,這也就是為什么其基本上不可能被刮傷。鉆石是由碳原子緊密排列在一起形成的,其常被用于鉆頭,砂紙以及鋸等,可進(jìn)行切割,研磨,拋光等。然而,雖然鉆石是最堅(jiān)硬的,但卻不是強(qiáng)度最大的,當(dāng)你用錘子砸它時(shí),它會碎成碎片。
09、蜘蛛絲
蜘蛛絲具有非常高的拉伸強(qiáng)度。它可以承受比鋼還高的拉力,同時(shí)也可以被拉伸很長。強(qiáng)度最高的蜘蛛絲來自于馬達(dá)加斯加的達(dá)爾文樹皮蜘蛛,它可制造世界上最大的蜘蛛網(wǎng)之一。
08、碳/碳復(fù)合材料
碳碳復(fù)合材料有很多種,但是所有的材料都具有良好的強(qiáng)度。它們可以抵抗巨大的張力,也可以在開裂前吸收大量的力。由于其質(zhì)量非常輕,因此這種復(fù)合物可用于飛機(jī)引擎,也可用于航天飛機(jī)的外殼和洲際彈道導(dǎo)彈的頭錐。
07、鋨
鋨是鉑族的金屬化學(xué)元素,當(dāng)獲得鋨單體的時(shí)候,它是一種非常堅(jiān)硬的金屬,具有藍(lán)色,且是六方晶體結(jié)構(gòu)。它可以用于鋼筆,電接觸等,也可應(yīng)用于需要極端耐久性和硬度等領(lǐng)域。
06、馬氏體時(shí)效鋼
馬氏體時(shí)效鋼具有超高的強(qiáng)度和韌性,且具有很好的延展性,它們可用于航空航天和模具等方面。馬氏體時(shí)效是指馬氏體的老化,硬質(zhì)組織常出現(xiàn)于鋼中。
05、金屬玻璃
這種玻璃由鈀的微合金制成,具有的化學(xué)結(jié)構(gòu)在保持其強(qiáng)度的同時(shí)可抵消玻璃固有的脆性。其密度不高,且比鋼要輕,和鋁以及鈦差不多。
04、纖鋅礦型氮化硼
纖鋅礦型氮化硼的結(jié)構(gòu)和鉆石非常相似,但是鉆石是碳在高壓下經(jīng)過一定時(shí)間形成的,而纖鋅礦型氮化硼是在火山噴發(fā)時(shí)的高溫和高壓條件下形成的,其硬度比鉆石還要高18%。和鉆石類似,纖鋅礦型氮化硼可用于切割工具等需要非常高的硬度的領(lǐng)域。
03、六方金剛石
這也許是自然界存在的最堅(jiān)硬的材料。它和鉆石相似,是由碳原子組成,但是其排列方式不一樣。六方金剛石的硬度比鉆石還要高58%。
02、石墨烯
石墨烯還有單層碳原子,排成蜂窩狀。在其晶體形式下,石墨烯是所測量的材料中強(qiáng)度最高的。石墨烯的制造很困難,但是科學(xué)家已經(jīng)可以通過化學(xué)氣相沉積法來得到屏幕大小的石墨烯片,在這個(gè)過程中石墨烯在銅基底上生長。其潛在應(yīng)用包括用于顯示屏幕等。
01、硫化碳炔
即使其只是一串單個(gè)原子,但是硫化碳炔的拉伸強(qiáng)度是其石墨烯前驅(qū)體的兩倍,拉伸剛度是金剛石的三倍。其在室溫下很穩(wěn)定,當(dāng)存放在一起時(shí)可以與其他鏈形成可預(yù)測的交聯(lián)。雖然其結(jié)構(gòu)簡單,但是其強(qiáng)度是鋼的200倍。
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