He oído que el diamante es el material natural más duro conocido pero, en la búsqueda de Google, encontré que se puede romper fácilmente con un martillo ya que no es duro.
Entonces, ¿cuál es la diferencia entre dureza y resistencia? Según yo, ambas deberían ser iguales, y si ambas son diferentes, ¿cuál es la sustancia más dura conocida?
La dureza y la tenacidad no son lo mismo
La dureza y la tenacidad son cualidades muy diferentes en los materiales y están débilmente relacionadas.
La dureza está fuertemente relacionada con la cantidad más rigidez que mide la facilidad con la que un compuesto puede deformarse bajo tensión. El vidrio y el diamante son materiales muy rígidos, por ejemplo. Si tratas de pincharlos con algo, se resisten a deformarse para acomodarse a tu pinchazo. (La dureza no está perfectamente alineada con la rigidez debido a las microestructuras a pequeña escala de muchos materiales, pero esto es suficiente por ahora).
La dureza es un término más vago para los materiales y no hay una forma sencilla de medirla. Esto se debe en parte a que varía en función de las circunstancias de un modo que no lo hace la rigidez, y es una propiedad del conjunto. estructura y no sólo los materiales que componen la estructura. Para entenderlo, hay que saber por qué se rompen las cosas (y por qué otras no). Tenemos que saber mucho sobre la estructura a pequeña escala de los materiales, no sólo sobre las sustancias que los componen. Por ejemplo, el acero inoxidable (utilizado en cuchillos y tenedores) es un material muy resistente, pero el hierro fundido es frágil. Ambos están hechos principalmente de hierro. Las diferencias están en las estructuras cristalinas.
Una propiedad clave de las estructuras resistentes es que las grietas no se propagan. Así, una barra de vidrio se romperá fácilmente, al igual que una fibra de vidrio. Pero un haz de fibras de vidrio incrustadas en una resina epoxi puede ser muy resistente (porque las grietas de las fibras de vidrio individuales no se propagan a través de la resina epoxi). Algunos metales resistentes pueden ajustar los microdefectos de sus estructuras cristalinas para absorber la tensión que, de otro modo, propagaría las grietas. Algunos compuestos muy blandos son muy resistentes porque se deforman con tanta facilidad que es difícil que se produzcan grietas; por ejemplo, la cuerda de nailon.
El diamante es muy muy rígido. Pero no tiene ningún mecanismo de protección contra las grietas. Así que, al igual que el vidrio, una vez que se ha iniciado una grieta no hace falta mucha energía para que se extienda, por lo que puede ser rígido pero no es resistente.
Una explicación más completa de lo que les llevó a los científicos e ingenieros de materiales mucho tiempo para trabajar requeriría un libro entero para hacerle justicia. Por suerte, ese libro ya está escrito y se llama La nueva ciencia de los materiales fuertes . Merece la pena leerlo.
Definitivamente +1, pero he preferido el título completo que se da en el enlace ("La nueva ciencia de los materiales fuertes, o por qué no te caes por el suelo") :)
El vidrio y los diamantes son muy diferentes. Los diamantes, al ser cristalinos, tienen planos de hendidura.
El diamante tiene planos de hendidura. Si quiere algo casi irrompible, pruebe la nefrita, que es una forma resistente de jade utilizada por los antiguos aztecas para fabricar cabezas de hacha. La actinolita es otro mineral afín "duro como el acero". Estos minerales están formados por hebras entrelazadas (actinolita) o fibras microscópicas (nefrita). Pero el diamante es un entramado geométrico regular, por lo que si lo golpeas en el ángulo correcto, se romperá. Sin embargo, no se puede rayar el cristal con nefrita, pero el diamante sí lo hará. Esto se debe a que el diamante es más "duro" que el vidrio (que es principalmente silicio).
Es cierto, pero la razón detallada de la dureza de algunos minerales es complicada y está relacionada con la estructura, lo que requiere mucho material de fondo para explicarla. incluso los científicos de materiales tardaron un buen puñado de años en entender la mecánica de la fractura.
Entonces, dureza significa rayar. Entonces, ¿puede el grafeno rayar el diamante y cómo puede una máquina sostener una capa de 1 átomo de espesor de grafeno
Si la dureza se define como la capacidad del objeto A de dañar el objeto B, entonces no existe el objeto más resistente, y mucho menos la sustancia más resistente. Por ejemplo, una sierra de acero puede cortar un bloque de madera en dos. El mismo bloque de madera, utilizado como martillo, puede partir en dos una sierra de acero.
Incluso si consideramos geometrías similares, el tipo de daño dependería del tipo de acción implicada. Un bloque de diamante rayaría un bloque de hierro, y un tornillo de banco de diamante aplastaría lentamente un bloque de hierro, mientras que un impacto rápido haría más bien añicos el diamante.
Además, se puede aplastar o romper fácilmente un pequeño trozo de acero con un martillo de acero.
No he leído todas las respuestas que se han escrito, pero las que he leído son muy buenas.
Esto va a ser sencillo:
Sí, efectivamente, el diamante es la sustancia más dura que se conoce y se refiere a la resistencia a ser rayado. En otras palabras, intente utilizar una punta de metal para rayarlo y no será posible. Mientras que se puede utilizar el diamante para rayar o mellar otras sustancias.
No significa que no pueda ser destruido con un fuerte golpe, la resistencia a esto tiene otro nombre y el diamante no lo posee.
Todo se reduce al tipo de sólido en el que cristaliza, normalmente una red cristalina rígida y no flexible se vuelve frágil, fácil de romper. Pero como es muy denso, pequeña distancia entre átomos y o iones, no permite la penetración.
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Para complementar las excelentes respuestas que se dan a continuación, les daré un ejemplo cotidiano. Una tabla de cortar de cristal es más dura que un cuchillo de cocina. La tabla de cortar desafila el cuchillo. Sin embargo, la tabla de cortar es MUCHO más fácil de romper (menos dura) que el cuchillo.