地球上最堅硬的材料

Mondo 科學 更新 2024-01-29

人們在自然界中發現許多不同的資源,然後用它們來製造避難所、工具、車輛、火箭或珠寶。 您購買的產品,尤其是屬於“技術”類別的產品,通常根據它們的製作質量、堅固程度以及長期使用對產品效能的影響來判斷。 身體完整性。 如果你想要一些有彈性的東西,你需要一種堅硬的材料,這就是人類迄今為止提出的。

首先,讓我們快速解釋一下當我們談論特定材料的硬度時我們在談論什麼。

簡單地說,我們指的是特定材料的強度,它受到不同程度的外力對該材料施加壓力。 超硬材料採用稱為維氏硬度測試的標尺進行測量。 表示物品在破裂前可以承受多大壓力的單位稱為吉帕斯卡 (GPA)。 例如,我們所知道的最堅固的天然材料是鑽石,其強度在 70 到 150 GPA 之間。 任何測量值高於 40 gpa 的材料都被認為是超材料。

首先是預計將對航空航天工業和汽車生產產生巨大影響的材料。 然而,自 2010 年發現以來,它一直沒有在實驗應用之外使用,主要是在與空間相關的測試中,這些測試顯示出非常有希望的結果。

它的強度是鋼的 200 倍,比紙輕 1,000 倍。 石墨烯僅由一層以三角形晶格形式排列的碳原子製成。 它非常靈活,其碳原子結合在一起的方式使其不僅非常堅固,而且具有良好的導電性和導熱性。 與銅相比,由鍵合石墨烯片組成的帶狀物的質量僅為銅的10%,導熱係數高達銅的兩倍。 儘管業內人士認為,未來幾年我們最終將看到基於石墨烯的技術應用於汽車、飛機和許多電子產品,但大批量生產仍然面臨挑戰。

碳纖維是一種主要含有碳原子排列成六邊形圖案的纖維。 這些纖維的直徑約為 5-10 微公尺。 石墨烯和碳纖維的主要區別在於石墨烯的大小,石墨烯是單層碳原子的厚度,直徑要小得多。 碳纖維的特點是剛度高、重量輕,是製造軍事裝備、火箭和跑車零件的絕佳選擇。 碳纖維還可以承受非常高的溫度,並且對許多不同的磨蝕性化學品具有很強的彈性。

另一種適合***和軍用的硬質材料是凱夫拉爾纖維。 就其所能承受的拉力而言,凱夫拉爾纖維的強度是鋼的五倍。 這就是為什麼它仍然被用來製造防彈背心:它非常堅硬,而且是一種超輕的材料。

儘管鑽石稀有且價值非常高,但它們仍然用於許多行業。 一些特殊種類的藍色鑽石特別適合用作絕緣體和電(半導體)導體。

這種合成材料最早是在20世紀30年代創造的,與碳纖維非常相似。 然而,它的製造成本比碳纖維便宜得多,這就是為什麼它經常被用作建築物絕緣的方法。

一人一句瑣事

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