世界上最硬的东西排名 最硬的十大物质大比拼
世界上最硬的东西排名
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超硬材料在各个领域中具有广泛的应用,重要性自然不言而喻。不管上到航天飞机宇宙飞船,下到石油钻探深海潜艇,还是精密机床武器加工核能发电,凡是涉及到高精尖的领域都少不得它们的身影。
各国科学家们在这个领域也是皓首研究你追我赶以求更多发现,因为这些领域牵涉到一个国家工业化现代化及可持续发展,对这些材料的广泛应用也是一个国家综合实力的象征。
Number 1 硫化碳炔 (Carbyne)
次甲基自由基(Methylidyne radical)又碳炔,或称为一碳化一氢,是一个仅由一个碳原子跟一个氢原子构成的极不稳定气体或自由基,化学式为CH-,也称为甲炔基。
金刚石的稳定程度非常高因为他碳结构呈三角状,然而碳炔是在金刚石的基础上对结构进行深入的加工固牢,所以从目前科学的角度来看,碳炔是世界上最稳定,最坚硬的物体。
碳炔硬度比钢高200多倍,是钻石40倍,是石墨烯抗拉强度的2倍。 作为一种结构极其简单的物质,硫化碳炔由一串单原子组成。
硫化碳炔的拉伸高度是金刚石的三倍,它的拉伸强度则是石墨烯的两倍,碳炔这种碳原子一维线性带状物的强度比任何材料都要坚硬和牢固,超强的硬度史无前例无人能敌 。
碳纳米管和石墨烯的硬度为4.5×108牛顿米/千克,而碳炔则能达到109牛顿米/千克。碳炔具有无与伦比的强度,需要施加10纳米牛(nanoNewtons)的外力才能破坏其单链结构。
如果转化为强度,可达6.0至7.5×107牛顿米/千克,超过了石墨烯的4.7至5.5×107牛顿米每/克,碳纳米管的4.3至5.0×107牛顿米/千克和金刚石的2.5至6.5×107牛顿米/千克。
Number 2 石墨烯(Graphene)
石墨烯是有史以来测试过的最强材料。 石墨烯是一种平面单层紧密打包成一个二维(2D)蜂窝晶格的碳原子,并且是所有其他维度的石墨材料的基本构建模块。
它可以被包装成零维(0D)的富勒烯,卷成了一维(1D)的纳米管或堆叠成三维(3D)的石墨。
它的强度比钢铁还要高200倍,具有1 TPA(150,000,000 psi)时的拉伸模量(刚度)。
1 平方米的石墨烯吊床可以支撑4 公斤的猫,但重量只有一只猫的胡须,0.77 毫克。
Number 3 六边形钻石(Hexagonal Diamond)
1967年 美国通用电气 公司生产出一种具有与钻石相似折射率和相似密度的晶体。但这种由碳原子组成的晶体不是等轴晶系矿物,而是具六边对称型。
几乎同时,同样性质的矿物也在美国 亚利桑那 的陨石中发现。著名结晶学家dame kathleen lonsdale命名为 朗斯代尔 矿,英文名称lonsdaleite ,中文则译为六方钻石。
硬质材料对于加工能力很有用,钻石长期以来一直用于钻头。六角形金刚石可能比立方形金刚石更硬,因此它可能是加工、钻孔或任何类型的立方形金刚石应用的绝佳替代品。
它不但工业优势很明显,有朝一日六边形钻石有可能用于订婚戒指,目前实验室制造的立方钻石与天然钻石相比价值较低,但六边形钻石可能更新颖。