Perché il diamante ha una resistenza alla trazione inferiore al ferro?

La resistenza dei materiali è influenzata dai difetti. Un cristallo di ferro perfetto sarebbe estremamente forte . Una volta che si apre una crepa, non è così difficile farla avanzare di un atomo più in profondità. Pensa di aprire un sacchetto di plastica. Molto più facile una volta che inizia lo strappo.

I materiali fragili possono essere più facili da rompere perché allungare di meno. È più facile strappare un foglio di carta che un foglio di gomma. La gomma si allunga in modo che la forza sia distribuita attraverso unampia regione. Nella carta, è tutta una piccola regione vicino alla punta dello strappo. Una piccola regione ha unarea della sezione trasversale più piccola. La sollecitazione è maggiore a parità di forza.

Commenti

• Risposta perfetta !! 🙂
• @ mmsser314, Allora dove cade il grafene?

In realtà i dati presentati da Te mostrano che il ferro / acciaio è più fragile del diamante. La resistenza alla trazione del diamante precisa non è nota, tuttavia sono stati osservati valori fino a 60000 MPa. I valori tipici della resistenza alla trazione di ferro / acciaio variano da 100 a 11000 MPa. Pertanto il diamante può resistere più del ferro / acciaio.

I dati che citi mostrano che il diamante è più forte dellacciaio, ma la forza non è la stessa della fragilità (o, in effetti, della rigidità). La fragilità ha a che fare con quanta energia è necessaria per rompere qualcosa e tiene conto della quantità di deformazione che può sopportare e della sua forza. Lacciaio può deformarsi molto prima che si rompa, il diamante può “te quindi il diamante è più fragile dellacciaio ma molto più resistente.

A La bacchetta di vetro può avere una resistenza alla trazione maggiore del ferro se è lucidata correttamente. Quindi una bacchetta di diamante con un reticolo cristallino perfetto avrà una grande resistenza alla trazione. Ma probabilmente non il massimo, forse una bacchetta di grafene arrotolata andrebbe meglio, poiché più legami possono assorbire forza di trazione allo stesso tempo. Una semplice catena di atomi di carbonio con doppi legami potrebbe essere un vincitore. Ma quando i cristalli si rompono si rompono, lacciaio è molto meglio così in quanto può essere duttile e allungarsi. Lenergia necessaria per tirare il materiale in due pezzi può quindi essere maggiore per alcuni tipi di acciaio. Anche la seta di ragno può funzionare bene.

Un cristallo perfetto di nanosmooth inciso con diamante avrebbe una resistenza alla trazione molto più elevata di quella . Secondo https://en.wikipedia.org/wiki/Fracture_mechanics , sono le microscopiche fessure superficiali che rendono i solidi fragili hanno una resistenza molto inferiore perché ogni tensione è applicato ad esso si concentra sulla punta della fessura. Più lunga è la fessura, minore è la tensione necessaria per aumentare la tensione sulla punta della fessura per propagare ulteriormente la fessura. Una volta applicata una tensione sufficiente per propagare ulteriormente la fessura, la tensione può essere ingrandita ancora più facilmente perché la fessura è più lunga in modo da ottenere leffetto di fuga della fessura che cresce alla velocità del suono nel materiale facendo sembrare loggetto rompersi istantaneamente. Graffiare è un modo per introdurre una fessura in un oggetto nanosmooth e fa un buon lavoro perché secondo la risposta di Whit3rd alla mia domanda su Come fa una punta infinitamente dura a graffiare un materiale fragile amorfo quando scorre su di esso? , linizio dellazione di graffiatura introduce delle fessure che possono poi propagarsi m tensione ingrandita rendendo la superficie abbastanza debole da essere graffiata ancora più in profondità, il che indebolisce ulteriormente la superficie e quel processo continua fino a quando il graffio è così profondo che la punta non esercita più una forza sufficiente per area per rendere il graffio più profondo anche con la forza ridotta come risultato di graffi.

Un diamante non è più forte dellacciaio. È più liscio dellacciaio poiché le sue molecole sono molto più strette tra loro, rendendo più facile, ad esempio, per una punta da trapano con punta di diamante resistere allusura, poiché qualunque cosa stia perforando scivolerà attorno alla punta del diamante ” scorrevolezza. Tuttavia oggigiorno i cracker sicuri utilizzano una speciale punta da trapano con punta in acciaio. Durano più a lungo delle punte di diamante a causa di come sono fatte.Lacciaio è molto più denso di un diamante, ogni singola molecola di acciaio pesa molto di più del solo atomo di carbonio.

La levigatezza è più o meno un trucco del diamante per farlo sembrare come se fosse titanio o qualcosa del genere . Non è solo liscio.

Lacciaio è il metallo più resistente che abbiamo attualmente. Lunico problema è che lacciaio è prodotto in refrattari allaria aperta dove le molecole daria e altri detriti possono fondere nellacciaio. Ma lacciaio è così forte che non ha molta importanza. Ma sì, rendi lacciaio liscio come un diamante e avrai il superman metal con una maggiore resistenza allusura e allo strappo rispetto a qualsiasi altra superficie nota alluomo.