世界上最硬的物质有多硬?

世界上的物质千千万 , 但都有一个共性 , 就是有软硬之分 。 面包比较软 , 石头就比较硬 。 我们用牙齿能够很轻松地咬碎面包 , 但却很难咬碎石头 , 比较硬的物体最明显的表现就是不容易产生形变 。
为了确定不同物质的软硬程度 , 物理学家们用硬度来表示 。 硬度是各类材料的力学性能指标之一 。 当然 , 只有固体才有硬度 , 气体和液体是没有硬度的 。 比如液态水就没有硬度 , 当它结成冰时就有硬度了 。 一般用固体对外界物体入侵的局部抵抗能力来确定硬度大小 。
由于对硬度测试的标准不同 , 国际上有很多种硬度指标 , 有莫氏硬度(划痕硬度)、布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、显微硬度等十余种 。
世界上最硬的物质有多硬?
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常言道 , 过刚易折 。 硬度比较高的物体 , 通常韧性比较低 , 脆性大 。 比如钻石和玻璃虽然硬度很高 , 但却很容易碎 。
已知地球上最硬的金属是铬 , 化学符号Cr , 在元素周期表中的原子序数为24 。 铬的化合物都有颜色 , 而单质为钢灰色金属 。 铬主要存在于铬铅矿中 , 在自然界中极少以游离状态存在 。
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在常温条件下 , 最硬的合金则是钨钢 , 这种材料通常被用来制作钻头等切削工具 。
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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 。
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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 。
在人造材料中 , 比钻石、铬、钨钢还硬的物质有很多 , 比如氮化碳、石墨烯、碳炔 , 这些超硬的物质通常并不天然存在于自然界中 。 氮化碳和钻石的硬度旗鼓相当 。 石墨烯 , 大家都很熟悉 , 它的硬度比钻石还硬 。
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碳炔则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 。
不管是天然存在的还是人造的 , 上面说的这些物质都是地球上最硬的 , 而在广袤无垠的宇宙中还存在远超我们想象的超硬物质 。
根据定义 , 物体抵抗外物侵入的能力越强 , 它的硬度也就越高 。 那么 , 在宇宙中最硬的物质应该存在于中子星上 。
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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 。