Miksi timantilla on pienempi vetolujuus kuin raudalla?

Viat vaikuttavat materiaalien lujuuteen. Täydellinen rautakide olisi erittäin vahva . Kun halkeama alkaa, ei ole niin vaikeaa saada sitä eteenpäin yhden atomin syvemmälle. Ajattele repiä muovipussi auki. Paljon helpompaa, kun repeämä alkaa.

Hauraita materiaaleja voi olla helpompi murtaa, koska ne venyttää vähemmän. Paperiarkin repiminen on helpompaa kuin kumilevy. Kumi venyy, joten voima jakautuu suuren alueen läpi. Paperissa kaikki on pienellä alueella repeämän kärjen lähellä. Pieni alue on pienempi poikkipinta-ala. Jännitys on suurempi samalla voimalla.

Kommentit

• Täydellinen vastaus !! 🙂
• @ mmsser314, Joten mihin grafeeni kuuluu?

Itse asiassa antamasi tiedot osoittavat, että rauta / teräs on hauraampi kuin timantti. Timantin tarkkaa vetolujuutta ei tunneta, mutta jopa 60000 MPa: n arvot on havaittu. raudan / teräksen vetolujuuden tyypilliset arvot vaihtelevat 100: sta 11 000 MPa: iin. Siksi timantti kestää enemmän kuin rauta / teräs.

Lainatut tiedot osoittavat, että timantti on vahvempi kuin teräs, mutta lujuus ei ole sama kuin hauraus (tai todellakin jäykkyys). Hauraus liittyy siihen, kuinka paljon energiaa tarvitaan jonkin rikkoutumiseen, ja siinä otetaan huomioon sen mahdollinen muodonmuutos sekä sen lujuus. Teräs voi taipua Paljon ennen kuin se hajoaa, timantti ei voi t olla, joten timantti on hauraampi kuin teräs, mutta paljon vahvempi.

A lasitangolla voi olla suurempi vetolujuus kuin raudalla, jos se on hiottu oikein. Joten timanttisauvalla, jolla on täydellinen kristallihila, on suuri vetolujuus. Mutta luultavasti ei suurin, ehkä kääritty grafeenitanko tekisi paremmin, koska useampi sidos voi viedä vetovoimaa samanaikaisesti. Yksinkertainen hiiliatomiketju, jossa on kaksoissidoksia, voi olla voittaja. Mutta kun kiteet hajoavat, ne hajoavat, teräs on paljon parempi tällä tavoin, koska se voi olla sitkeää ja voi venyttää. Materiaalin vetämiseen kahteen osaan tarvittava energia voi silloin olla suurempi joillekin terästyypeille. Hämähäkkisilkki voi myös toimia hyvin.

Täydellisellä timantti syövytetyllä nanosohealla kristallilla olisi paljon suurempi vetolujuus. . https://en.wikipedia.org/wiki/Fracture_mechanics : n mukaan sen mikroskooppisilla pintahalkeamilla, jotka tekevät hauraista kiinteistä aineista lujuuden paljon pienempi, koska aina se levitetään siihen keskittyy halkeaman kärkeen. Mitä pidempi halkeama, sitä vähemmän jännitystä tarvitaan halkeaman kärjen jännityksen suurentamiseksi halkeaman eteenpäin viemiseksi. Kun tarpeeksi jännitystä on levitetty halkeaman eteenpäin viemiseksi, jännitys voidaan suurentaa entistä helpommin, koska halkeama on pidempi, joten saat halkeaman karkaavan vaikutuksen kasvamaan äänen nopeudella materiaalissa, jolloin esine näyttää rikkoutuvan välittömästi. Naarmuuntuminen on yksi tapa tuoda halkeama nanosileään esineeseen ja se tekee siitä hyvää työtä, koska Whit3rdin vastauksen mukaan kysymykseeni Kuinka äärettömän kova kärki naarmuttaa amorfista haurasta materiaalia liuuttaessaan sitä? , naarmuuntumisen alku tuo halkeamia, jotka voivat sitten levitä edestakaisin m suurennettu jännitys, joka tekee pinnasta riittävän heikon naarmuuntumiseksi vielä syvemmälle, mikä heikentää pintaa entisestään, ja tämä prosessi jatkuu, kunnes naarmu on niin syvä, että kärki ei enää kohdista tarpeeksi voimaa pinta-alaa kohti, jotta naarmu olisi syvempi myös pienemmällä lujuudella naarmuuntumisen seurauksena.

Timantti ei ole terästä vahvempi. Se on sileämpi kuin teräs, koska sen molekyylit ovat paljon tiukempia yhdessä, mikä tekee esimerkiksi timanttikärkisellä poranterällä helpompaa vastustaa kulumista, koska mikä tahansa poraus liukuu timanttikärjen ympäri ” s sileys. Kuitenkin nykyään turvallisissa kekseissä käytetään erityistä teräksestä valmistettua poranterää. Ne kestävät kauemmin kuin timanttikärjet, koska ne tehdään.Teräs on paljon tiheämpi kuin timantti, kukin yksittäinen teräsmolekyyli painaa paljon enemmän kuin pelkästään hiiliatomi.

Sileys on enemmän tai vähemmän temppun temppu, jotta se näyttäisi siltä kuin se olisi titaania tai jotain muuta. . Se ei ole vain sileä.

Teräs on tällä hetkellä vahvin metalli. Ainoa ongelma on, että terästä valmistetaan ulkona olevissa tulenkestävissä materiaaleissa, joissa ilmamolekyylit ja muut roskat voivat sulaa teräkseen. Mutta teräs on niin vahva, että sillä ei ole väliä niin paljon. Mutta kyllä, tee teräksestä sileä kuin timantti, ja sinulla on supermetallimetalli, jolla on suurempi kulumiskestävyys kuin mikään muu ihmisen tuntema pinta.