なぜダイヤモンドは鉄よりも引張強度が低いのですか？

材料の強度は欠陥の影響を受けます。完全な鉄の結晶は非常に強いでしょう。 。亀裂が始まったら、それを1原子深く進めるのはそれほど難しくありません。プラスチックの袋を引き裂いて開くことを考えてください。引き裂きが始まると、はるかに簡単になります。

脆い材料は、壊れやすいため、壊れやすくなります。伸びが少ない。ゴムよりも紙の方が引き裂きやすい。ゴムは伸びるので、力が広い領域に分散される。紙では、すべてが裂け目の先端近くの小さな領域にある。小さな領域断面積が小さくなります。同じ力に対して応力が大きくなります。

コメント

• 正解!! 🙂
• @ mmsser314、では、グラフェンはどこに分類されますか？

実際、あなたが提示したデータは、鉄/鋼がダイヤモンドよりも脆いことを示しています。正確なダイヤモンドの引張強度は不明ですが、最大60000MPaの値が観察されています。 鉄/鋼の引張強度の一般的な値は100〜11000MPaです。したがって、ダイヤモンドは鉄/鋼よりも耐えることができます。

引用したデータは、ダイヤモンドは鋼よりも強いことを示していますが、強度は、脆性（または実際には剛性）と同じではありません。脆性は、何かを破壊するために必要なエネルギーの量に関係し、変形の量と強度を考慮に入れます。鋼は変形する可能性がありますダイヤモンドは壊れる前にかなり壊れないので、ダイヤモンドは鋼よりも脆いですが、はるかに強力です。

Aガラス棒は、適切に研磨されていれば、鉄よりも高い引張強度を持つことができます。したがって、完全結晶格子を備えたダイヤモンドロッドは、優れた引張強度を持ちます。しかし、おそらく最大ではありません。より多くの結合が同時に引張力を吸収できるため、巻き上げられたグラフェンロッドの方がうまくいく可能性があります。間に二重結合を持つ炭素原子の単純な鎖が勝者となる可能性があります。しかし、結晶が壊れると壊れますが、鋼は延性があり、伸びることができるので、その方がはるかに優れています。材料を2つに引き抜くのに必要なエネルギーは、鋼の種類によっては高くなる場合があります。スパイダーシルクもうまく機能する可能性があります。

ダイヤモンドでエッチングされたナノスムースの完全結晶は、それよりもはるかに高い引張強度を持ちます。 。 https://en.wikipedia.org/wiki/Fracture_mechanics によると、これまでの張力は非常に低いため、脆い固体を作る微視的な表面亀裂の強度ははるかに低くなります。亀裂の先端に集中します。亀裂が長いほど、亀裂をさらに伝播するために亀裂の先端の張力を拡大するために必要な張力は少なくなります。亀裂をさらに伝播するのに十分な張力が加えられると、張力亀裂が長いため、さらに簡単に拡大できます。そのため、材料の音の速度で亀裂が成長するという暴走効果が得られ、オブジェクトが瞬時に壊れているように見えます。引っかき傷は、ナノスムースオブジェクトに亀裂を導入する1つの方法です。 での私の質問に対するWhit3rdの回答によると、無限に硬い先端は、それに沿ってスライドするときに、アモルファスの脆い材料をどのように引っ掻くのでしょうか？、スクラッチアクションの開始により亀裂が発生し、それが伝播する可能性がありますm拡大された張力により、表面がさらに深く引っかかれるように弱くなり、表面がさらに弱くなり、そのプロセスは、引っかき傷が深くなり、強度が低下しても先端が領域ごとに十分な力を発揮しなくなり、引っかき傷が深くなるまで続きます。引っかき傷の結果として。

ダイヤモンドは鋼よりも強くありません。分子が非常に緊密であるため、鋼よりも滑らかであり、たとえば、ダイヤモンドチップのドリルビットは、「ドリルがダイヤモンドチップの周りを滑る」ため、摩耗に耐えることが容易になります。 s滑らかさ。しかし、今日では安全なクラッカーは特別な鋼の先端のドリルビットを使用しています。それらは、その製造方法により、ダイヤモンドチップよりも長持ちします。鋼はダイヤモンドよりもはるかに密度が高く、各単一の鋼分子は炭素原子だけよりもはるかに重くなります。

滑らかさは、多かれ少なかれダイヤモンドのトリックであり、チタンなどのように見せることができます。 。それはただ滑らかではありません。

鋼は現在私たちが持っている最強の金属です。唯一の問題は、空気分子やその他の破片が鋼に溶け込む可能性のある屋外の耐火物で鋼が作られていることです。 しかし、鋼は非常に強いので、それほど重要ではありません。 しかし、はい、鋼をダイヤモンドのように滑らかにすると、人間に知られている他のどの表面よりも優れた耐摩耗性と耐引裂性を備えたスーパーマンメタルが得られます。