Lad mig først give dig trækstyrke for begge stoffer:
Diamond: 1600 MPa Steel : 2617 MPa Som I skulle vide, er trækstyrken, hvor meget et materiale kan blive stresset eller trukket, inden det går i stykker. Ovenstående data viser, at diamant er mere skør end stål. Men jeg troede, at en diamant er den stærkeste naturlige genstand på denne planet. Hvordan kan det være mere skørt end noget, der er menneskeskabt? Ikke de 4 stærke kovalente bindinger imellem kulstofatomerne modstår træk og bærer enorm mængde vægt?
Kommentarer
- Sværeste, ikke stærkest.
Svar
Materialets styrke påvirkes af defekter. En perfekt jernkrystal ville være ekstremt stærk Når en revne først er startet, er det ikke så svært at få den til at komme et atom dybere frem. Tænk på at rive en plastikpose op. Meget lettere, når tåren starter.
Skøre materialer kan være lettere at bryde, fordi de strække mindre. Det er lettere at rive et ark papir end et ark gummi. Gummi strækker sig, så kraften fordeles gennem et stort område. I papir er det hele i en lille region nær spidsen af tåre. En lille region har et mindre tværsnitsareal. Spændingen er større for den samme kraft.
Kommentarer
- Perfekt svar !! 🙂
- @ mmsser314, så hvor falder grafen ind?
Svar
Faktisk viser de data, du præsenterer, at jern / stål er mere skørt end diamant. Præcis trækstyrke af diamant er ukendt, men værdier på op til 60000 MPa er blevet observeret. Typiske værdier på trækstyrke for jern / stål varierer fra 100 til 11000 MPa. Derfor kan diamant tåle mere end jern / stål.
Svar
De data, du citerer, viser at diamant er stærkere end stål, men styrke er ikke det samme som skørhed (eller faktisk stivhed). Skørhed er at gøre med, hvor meget energi der er behov for for at bryde noget, og tager hensyn til mængden af deformation, det kan tage såvel som dets styrke. Stål kan deformere meget inden det går i stykker, kan diamant ikke t, og så er diamant mere skør end stål, men meget stærkere.
Svar
A glasstang kan have højere trækstyrke end jern, hvis den poleres ordentligt. Så en diamantstang med et perfekt krystalgitter vil have stor trækstyrke. Men sandsynligvis ikke den største, måske ville en sammenrullet grafenstang gøre det bedre, da flere af bindingerne kan tage trækstyrke på samme tid. En simpel kæde af kulstofatomer med dobbeltbindinger imellem kan være en vinder. Men når krystaller går i stykker, bryder de, stål er meget bedre på den måde, da det kan være duktilt og kan forlænge. Den nødvendige energi til at trække materialet i to stykker kan så være højere for nogle typer stål. Edderkoppesilke fungerer muligvis også godt.
Svar
En perfekt krystal diamantætset nanosmooth ville have en meget højere trækstyrke end den . Ifølge https://en.wikipedia.org/wiki/Fracture_mechanics er det mikroskopiske overfladesprækker, der gør, at sprøde faste stoffer har en meget lavere styrke, fordi der stadig er spænding anvendt på det bliver koncentreret ved spidsen af revnen. Jo længere revnen er, jo mindre spænding er der behov for at forstørre spændingen ved spidsen af revnen for at udbrede revnen yderligere. Når der er tilstrækkelig spænding til at udbrede revnen yderligere, kan forstørres endnu lettere, fordi revnen er længere, så du får den løbende effekt af revnen, der vokser med lydens hastighed i materialet, så objektet ser ud til at bryde øjeblikkeligt. Skrabning er en måde at introducere en revne i en nanosmooth genstand og det gør et godt stykke arbejde med det, fordi ifølge Whit3rds svar på mit spørgsmål på Hvordan skraber et uendeligt hårdt spids et amorft, skørt materiale, når det glider langs det? , indledningen til ridsefunktionen introducerer revner, som derefter kan sprede sig m forstørret spænding, der gør overfladen svag nok til at blive ridset endnu dybere, hvilket yderligere svækker overfladen, og denne proces fortsætter, indtil ridsen er så dyb, at spidsen ikke længere udøver nok kraft pr. område til at gøre ridsen dybere selv med reduceret styrke som et resultat af ridser.
Svar
En diamant er ikke stærkere end stål. Det er glattere end stål, da dets molekyler er meget strammere sammen, hvilket gør det lettere for eksempel for en diamantspidsebor at modstå slid, da uanset hvilken boring det vil glide rundt om diamantspidsen ” s glathed. Men i dag bruger sikre kiks en speciel stålbor. De holder længere end diamantspidser på grund af, hvordan de er lavet.Stål er langt tættere end en diamant, hvert enkelt stålmolekyle vejer meget mere end et kulstofatom alene.
Glatthed er mere eller mindre et trick af diamanten for at få det til at se ud som om det er titanium eller noget . Det er ikke bare glat.
Stål er det stærkeste metal, vi har i øjeblikket. Det eneste problem er, at stål fremstilles i ildfaste ildfaste materialer, hvor luftmolekyler og andet affald kan smelte ind i stålet. Men stål er så stærkt, at det ikke betyder noget så meget. Men ja, gør stål så glat som en diamant, og du har superman metal med en større slidstyrke end nogen anden overflade, som mennesket kender.