Waarom heeft diamant een lagere treksterkte dan ijzer?

Sterkte van materialen wordt beïnvloed door defecten. Een perfect kristal van ijzer zou extreem sterk zijn . Zodra een scheur begint, is het niet zo moeilijk om deze een atoom dieper te laten gaan. Denk aan het openscheuren van een plastic zak. Veel gemakkelijker als de scheur begint.

Broze materialen kunnen gemakkelijker breken omdat ze minder uitrekken. Het is gemakkelijker om een vel papier te scheuren dan een vel rubber. Rubber rekt uit zodat de kracht over een groot gebied wordt verdeeld. Bij papier bevindt dit zich allemaal in een klein gebied nabij de punt van de scheur. Een klein gebied heeft een kleinere dwarsdoorsnede. De spanning is groter voor dezelfde kracht.

Opmerkingen

• Perfect antwoord !! 🙂
• @ mmsser314, dus waar valt grafeen in?

Eigenlijk laten de door U gepresenteerde gegevens zien dat ijzer / staal brozer is dan diamant. De precieze treksterkte van diamant is niet bekend, maar er zijn waarden tot 60000 MPa waargenomen. Typische waarden van treksterkte van ijzer / staal varieert van 100 tot 11.000 MPa. Daarom kan diamant meer weerstaan dan ijzer / staal.

De gegevens die u citeert laten zien dat diamant sterker is dan staal, maar sterkte is niet hetzelfde als broosheid (of, inderdaad, stijfheid). Broosheid heeft te maken met hoeveel energie er nodig is om iets te breken, en houdt rekening met de hoeveelheid vervorming die het kan verdragen en met de sterkte ervan. Staal kan vervormen veel voordat het breekt, kan diamant “t niet en daarom is diamant brozer dan staal, maar veel sterker.

A glazen staaf kan een hogere treksterkte hebben dan ijzer als deze goed is gepolijst. Een diamantstaaf met een perfect kristalrooster zal dus een grote treksterkte hebben. Maar waarschijnlijk niet de beste, misschien zou een opgerolde grafeenstaaf het beter doen, omdat meer van de verbindingen tegelijkertijd trekkracht kunnen opnemen. Een eenvoudige keten van koolstofatomen met dubbele bindingen ertussen kan een winnaar zijn. Maar wanneer kristallen breken, breken ze, staal is op die manier veel beter, omdat het taai kan zijn en langwerpig kan worden. De energie die nodig is om het materiaal in twee stukken te trekken, kan dan voor sommige staalsoorten hoger zijn. Spinzijde kan ook goed presteren.

Een perfect kristal van met diamant geëtste nanosmooth zou een veel hogere treksterkte hebben dan dat . Volgens https://en.wikipedia.org/wiki/Fracture_mechanics zijn het microscopisch kleine scheurtjes in het oppervlak die ervoor zorgen dat brosse vaste stoffen een veel lagere sterkte hebben omdat erop aangebracht wordt geconcentreerd op het puntje van de scheur. Hoe langer de scheur, hoe minder spanning er nodig is om de spanning op het puntje van de scheur te vergroten om de scheur verder voort te planten. Zodra voldoende spanning is aangebracht om de scheur verder te verspreiden, trek kan zelfs nog gemakkelijker worden vergroot omdat de scheur langer is, zodat u het op hol geslagen effect krijgt dat de scheur groeit met de snelheid van het geluid in het materiaal waardoor het lijkt alsof het voorwerp onmiddellijk breekt. Krassen is een manier om een scheur in een nanogloeiend voorwerp te brengen en het doet dat goed, want volgens het antwoord van Whit3rd op mijn vraag op Hoe krast een oneindig harde punt een amorf, broos materiaal wanneer het erover glijdt? , het begin van de krabactie introduceert scheuren die zich vervolgens kunnen voortplanten m vergrote spanning waardoor het oppervlak zwak genoeg is om nog dieper te worden gekrast, wat het oppervlak verder verzwakt en dat proces gaat door totdat de kras zo diep is dat de punt niet meer voldoende kracht per gebied uitoefent om de kras dieper te maken, zelfs met de verminderde sterkte als resultaat van krassen.

Een diamant is niet sterker dan staal. Het is gladder dan staal omdat de moleculen veel dichter bij elkaar zitten, waardoor het bijvoorbeeld gemakkelijker wordt voor een boor met een diamantpunt om slijtage te weerstaan, aangezien wat er ook wordt geboord, rond de diamantpunt zal glijden. s gladheid. Tegenwoordig gebruiken veilige krakers echter een speciale boor met stalen punt. Ze gaan langer mee dan diamanten tips vanwege de manier waarop ze zijn gemaakt.Staal is veel dichter dan een diamant, elk enkel staalmolecuul weegt veel meer dan alleen een koolstofatoom.

Gladheid is min of meer een truc van de diamant om het te laten lijken alsof het titanium is of zoiets. . Het is niet het is gewoon glad.

Staal is het sterkste metaal dat we momenteel hebben. Het enige probleem is dat staal wordt gemaakt in vuurvaste buitenlucht waar luchtmoleculen en ander afval in het staal kunnen smelten. Maar staal is zo sterk dat het eigenlijk niet zoveel uitmaakt. Maar ja, maak staal zo glad als een diamant en je hebt supermens metaal met een grotere slijtvastheid dan enig ander oppervlak dat de mens kent.