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为什么说金刚钻是硬度最大的材料????

时间:2023-01-10浏览次数:1165

硬度是指材料抵抗其他物质刻划或压入其表面的能力。。在实际应用中,,由于测量方法不同,,,测得的硬度所代表的材料性能也不同。。例如,,,,晶体材料使用划痕硬度反映材料抵抗断裂破坏的能力,,,而金属材料采用的静载压入硬度表征材料抵抗塑性形变的能力,,静载压入硬度是在静压下将一硬的物体压入被测材料的表面,,以表面压入凹面单位面积上的荷载表示被测物体的硬度。。因此,,,硬度没有统一的定义,,,各种硬度单位也不同,,,,彼此间没有固定的换算关系。。。。根据试验方法不同,,常用的有邵氏硬度、、、布氏硬度、、巴氏硬度、、洛氏硬度(硬度计外形如图所示)和维氏硬度、、、显微硬度、、莫氏硬度等。。。


金刚石是世界上最硬的材料。。科学家将材料的莫氏硬度分为10级,,,,1级称为1度。。。金刚石的硬度为10度,,,,被称为硬度之王!!!

洛式温度计


材料的硬度取决于其化学组成和物质结构,,离子半径越小,,离子电价越高,,,,配位数越小,,,则结合能越大,,,,抵抗外力刻划和压入的能力就越强,,,所以硬度就越大。。。。


硬度的尺度有两类,,,,一类是绝对硬度,,另一类是相对硬度,,,,如莫氏硬度就是一种相对硬度,,,,它不表示软硬的程度,,,只表示硬度由小到大的顺序,,,,顺序在后面的材料能划破前面材料的表面。。。。矿物学中通常所称的硬度多是指莫氏硬度,,,,莫氏硬度是表示矿物硬度的一种标准,,该方法由德国矿物学教授Mohs'Friedrich1824年创立而命名。。。确定这一标准的方法是,,,,用棱锥型金刚石钻针刻划矿物的表面而产生划痕,,用测得的划痕的深度来表示硬度。。。通常,,以常见的十种矿物作为标准用相互刮擦以区分孰硬孰软,,习惯上矿物学或宝石学上都是用莫氏硬度。。。莫氏硬度计以十种不同硬度的矿物为依据,,,相应地将硬度由低到高分为十个等级(见下表):

标准矿物莫氏硬度表

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各等级之间的差别并非均等。。排在后面的矿物能刻划其前任一种矿物。。

金刚石具有稳定的四面体结构,,,,每个碳原子与其邻近四面体各角上排列的原子形成共价键,,并且碳原子间的键长较短,,,,这种较短的共价键具有很强的抗变形能力,,,因而金刚石具有很大的硬度。。。自从2700多年前被人类首次发现以来,,,,金刚石一直被认为是自然界中最硬的材料。。。

使用时,,,用标准矿物与未知硬度的被测量矿物相互刻划。。。如该矿物能被磷灰石刻划,,,而不能被萤石刻划,,则该矿物的硬度为4~5。。。没有标准硬度矿物时,,也可以用日常用品来测定。。如指甲硬度为2.5、、硬币为3.5、、刀刃为5.5、、、、玻璃为6。。。。大于6以上几乎都应属于宝石之类的矿物。。。。作为宝石,,,通常都有较高的硬度。。如蛋白石的硬度为5.5~6.5,水晶为6.5~7,,,锌尖晶石为7.5~8。。金绿宝石为8.5,,蓝宝石和红宝石的硬度为9,,,,仅次于金刚石。。

精确的测定矿物硬度还需用显微硬度计或测硬仪完成。。。如显微硬度计实际上是一台设有加负荷装置的显微镜。。。金刚石为目前地球上最硬的物质,,,,如下表是金刚石与其他某些硬质材料硬度的对比,,,,金刚石的诺氏硬度大约是石英的8.5倍,,,刚玉的4.4倍,,,碳化钨的3.7倍,,,,碳化硼的3.1倍,,立方氮化硼的1.56倍。。


金刚石与某些硬质材料的硬度比较表

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金刚石硬度具有方向性,,,八面体晶面硬度大于菱形十二面体晶面硬度,,菱形十二面体晶面硬度大于六面体晶面硬度。。。。金刚石在空气中的摩擦系数极小,,,,只有0.1左右。。。。因此金刚石的耐磨性和研磨能力是所有磨削材料中最好的。。

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