几个世纪以来,钻石是坚硬材料的缩影,也是其定义。现在,可以说他们已经超越了,但故事并不简单。

1812年,弗里德里希·莫赫希望创造一种物质硬度的尺度。卫生部缺乏一种测量物质在压力下变形程度的方法,所以他用滑石作为出发点,把它定义为一个。他把钻石,他知道的最坚硬的矿物质,放在10岁时,把其他一切都留给两者中间的中间人。硬度是根据一种材料在另一种材料上产生可见的划痕的能力来评估的,例如,如果一个材料声称存在,那就是著名的(但不可靠的)测试。 生石 是真的看它能不能划破玻璃。

卫生部的尺度有它的问题,包括他分配给中间物质的值不是线性的。尽管如此,它今天仍然用于某些目的。野外地质学家发现在没有测试设备的情况下识别未知岩石是有用的。

由于MOHS尺度的弱点,采用了其他的硬度测量方法,其数值更加严格。例如,维克斯硬度尺度测量的负载物质可以抵抗不变形。

然而,最初,不论所使用的规模如何,钻石仍然是最坚硬的物质。实际上,维克斯测试是通过对被测试的物质施加巨大的力量来进行的。四种碳键,不受其他宝石杂质的影响,很难被击败,人们普遍认为没有什么比这更难的了。

然而,即使这一点也被认为过于简单化,因为钻石的种类不同,有些比另一些更难。最坚硬的钻石,被归类为国际钻石分类,几乎没有杂质。虽然国际钻石协定钻石只占天然钻石的1-2%,但它们包括了世界上许多最著名的钻石。大多数被设计成尽可能坚硬的人造钻石都是国际投资协定类型。

人类很少能如此轻易地满足, Wurtz石氮化硼晶体 火山中产生的微小颗粒表明,它有可能超过钻石的硬度。模拟并不总是与现实相匹配,而自然的WNN片段太小,无法直接测试。

关于元素周期表上碳的任何一边的原子组合是否真的能超越原来的问题,争论仍在继续。当化学家在2009年能够生产大量的WNN时,他们发现了它。 不如钻石坚硬 在维克斯尺度上,但是 不是每个人都同意 .

另一种被认为比钻石更坚硬的天然物质是长石,但这也值得讨论。像钻石一样,长石是用碳制成的,但以六角形而不是立方形排列。蜜蜂用六角形建造蜂巢是有原因的--这是一个非常坚固的形状--理论上,长晶石比钻石坚硬58%。

然而,只有当小行星撞击地球时,长石才会自然形成。小行星中的碳被压缩成长石,但它从来都不是完全纯的,其他元素的痕迹会削弱这种产物。因此,尽管理论上可能有一些天然的长石,比钻石更坚硬,但没有人发现它。

到了实验室的时候了,2004年,该实验室生产了 石墨烯 .(石墨烯实际上是更早生产的,但科学家们没有意识到它们的存在)。石墨烯类似于长石,它是由碳制成的六角形结构,但人工石墨烯可以避免纯度问题。然而,它以单层原子的形式存在。

石墨烯就是这样 神奇材料 --它的发明者因其发现而获得2010年诺贝尔物理学奖--它的硬度几乎没有被提到。不过,理论上 比钻石坚硬 .另一方面,有一个合理的问题,硬度对于什么是有效的二维材料意味着什么。

还有人对其他几种合成材料提出索赔,例如: 代内马 和 白纸 是由碳纳米管形成的。不幸的是,这些都以如此微小的数量存在,以至于简单地对它们应用维克斯测试并宣布其中一个是最难的是不实际的。

对超硬材料的追求是出于实际原因,而不仅仅是为了炫耀。钻石有许多工业用途,需要切割或抛光硬物质。大批量生产的更硬材料如果能更快地实现同样的目标,就会有巨大的价值。然而,到目前为止,还没有任何东西能满足这一要求,所以钻石仍然是机械师最好的朋友。

来源: 科技资讯