世界上最坚硬的物质 _石墨

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【世界上最坚硬的物质】世界上最坚硬的物质是碳块。
碳炔是近些年新发明的人造材料，是地球上已知最硬的材料。它由碳原子聚集形成链，再连接在一起所形成的材料，硬度是石墨烯的2倍。不过，这种材料的化学结构不稳定，目前还只能在实验室中小批量制作，能否拥有实用性，还很难说。
对于一个物体，不管它由哪些元素构成，当它被不断地压缩再压缩，密度就会大得惊人。物体之所以能够被压缩，就是因为看似密实的物体内部实际上存在很多空隙。
在超强的压力作用下，不仅物质的分子结构能被破坏掉，连原子结构也会被破坏，最终核外电子被挤压进原子核内部，与原子核内的质子结合形成中子。当物质处于这种状态时，就被称作中子态。
中子星作为宇宙中已知密度第二大的天体，每立方厘米的质量高达10亿吨，仅次于黑洞。有的人可能对此不理解，这么说吧，原子核也是这个密度大小。中子星就像一个巨大的由中子构成的原子核。
当物质处于超高密度状态时，构成该物质的粒子之间的间隙变得非常小，很难再被压缩，好似理想状态下的刚体，极不容易发生形变，所以硬度也会变得非常高。那么中子星内部就拥有宇宙中硬度最高的物质。
自然界中最硬的物质：
自然界中最硬的物质则是碳的同素异形体，也就是钻石，或者叫金刚石，它比上面的说到的物体都要硬。它是地球上天然存在的最硬的物质。
钻石拥有非常稳定的晶体构造，所以非常坚硬。同素异形体均由同一种化学元素组成，只是分子或者原子的排列方式不同。除了钻石，碳的同素异形体还有石墨、石墨烯等。
正是因为它的硬度比自然界中大多数物质的硬度都要高，所以可以被用来制作成切割工具，可以轻松划开玻璃这类硬度很高的物体。
最硬的物质如下：
1、硫化碳炔（Carbyne）
硫化碳炔又次甲基自由基，或成为一碳化一氢，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。
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1TPA（150,000,000psi）时的拉伸模量（刚度）
3、六边形钻石（Hexagonal Diamond）
实验室制造的六边形钻石比天然钻石更硬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，而是具六边对称性。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。
4、纤锌矿型氮化硼（Wurtzite Boron Nitride）
纤锌矿型氮化硼（wBN）和人们熟悉的立方氮化硼（zBN）一样﹐都是自然界没有的人造超硬材料,具有十分优良的性能密度高、硬度大、对铁族金属及其合金的化学惰性远远好于金刚石,具有良好的电绝缘性,以及具有仅次于金刚石而高于金属铜的导热性。
它是在高温高压的火山喷发过程中形成的。它可以承受比金刚石多18%的应力，这是由于柔性键的重新定向以及比金刚石更复杂的结构。经过重新定向过程后，它变得比钻石坚硬80% 。
5、金属玻璃（Metallic Glass）
金属玻璃（metallic glass），也称为液态金属（liquid metal）或非晶态合金是一种由钯的微合金制成的玻璃，大部分是直接由液态急冷冻而成的，生产成本低，是一种有广阔应用前景的新型材料。它的特性是具有极高的强度的同时又没有玻璃那么脆，而且密度不高，质量比很多合金都要轻。