Por que o diamante tem menor resistência à tração do que o ferro?

A resistência dos materiais é afetada por defeitos. Um cristal de ferro perfeito seria extremamente forte . Depois que uma rachadura começa, não é tão difícil fazê-la avançar um átomo mais fundo. Pense em abrir um saco plástico. Muito mais fácil depois que o rasgo começa.

Materiais quebradiços podem ser mais fáceis de quebrar porque eles esticar menos. É mais fácil rasgar uma folha de papel do que uma folha de borracha. A borracha estica de forma que a força é distribuída por uma grande região. No papel, é tudo em uma pequena região perto da ponta do rasgo. Uma pequena região tem uma área de seção transversal menor. A tensão é maior para a mesma força.

Comentários

• Resposta perfeita !! 🙂
• @ mmsser314, então onde entra o grafeno?

Na verdade, os dados apresentados por You mostram que o ferro / aço é mais frágil que o diamante. A resistência à tração do diamante precisa é desconhecida, no entanto, valores de até 60.000 MPa foram observados. Os valores típicos de resistência à tração de ferro / aço variam de 100 a 11.000 MPa. Portanto, o diamante pode suportar mais do que ferro / aço.

Os dados citados mostram que o diamante é mais forte do que o aço, mas resistência não é o mesmo que fragilidade (ou, de fato, rigidez). Fragilidade tem a ver com quanta energia é necessária para quebrar algo e leva em consideração a quantidade de deformação que pode suportar, bem como sua resistência. O aço pode deformar muito antes de quebrar, o diamante não pode “t e, portanto, o diamante é mais frágil que o aço, mas muito mais resistente.

A a barra de vidro pode ter maior resistência à tração do que o ferro se for polida corretamente. Portanto, uma haste de diamante com uma estrutura de cristal perfeita terá grande resistência à tração. Mas provavelmente não o maior, talvez uma barra de grafeno enrolada fosse melhor, já que mais ligações podem absorver força de tração ao mesmo tempo. Uma cadeia simples de átomos de carbono com ligações duplas entre eles pode ser uma vencedora. Mas quando os cristais se quebram, eles se quebram, o aço é muito melhor assim, pois pode ser dúctil e alongar. A energia necessária para dividir o material em duas partes pode ser maior para alguns tipos de aço. A seda de aranha também pode ter um bom desempenho.

Um cristal perfeito de nanossuavização gravado com diamante teria uma resistência à tração muito maior do que isso . De acordo com https://en.wikipedia.org/wiki/Fracture_mechanics , suas fissuras superficiais microscópicas que tornam os sólidos quebradiços têm uma resistência muito menor porque sempre que a tensão é aplicado a ele fica concentrado na ponta da trinca. Quanto mais longa a trinca, menos tensão é necessária para ampliar a tensão na ponta da trinca para propagar mais a trinca. Assim que for aplicada tensão suficiente para propagar mais a trinca, tensão pode ser ampliado ainda mais facilmente porque a rachadura é mais longa, então você obtém o efeito de fuga da rachadura crescendo na velocidade do som no material, fazendo o objeto parecer quebrar instantaneamente. Arranhar é uma forma de introduzir uma rachadura em um objeto nano liso e ele faz um bom trabalho nisso porque, de acordo com a resposta de Whit3rd à minha pergunta em Como uma ponta infinitamente dura risca um material amorfo frágil quando desliza sobre ele? , o início da ação de arranhar introduz rachaduras que podem se propagar para m tensão ampliada tornando a superfície fraca o suficiente para ser arranhada ainda mais profundamente, o que enfraquece ainda mais a superfície e esse processo continua até que o arranhão seja tão profundo que a ponta não exerça mais força suficiente por área para tornar o arranhão mais profundo mesmo com a força reduzida como resultado de arranhões.

Um diamante não é mais forte que o aço. É mais liso do que o aço, pois suas moléculas são muito mais compactas, tornando mais fácil, por exemplo, para uma broca com ponta de diamante resistir ao desgaste, já que o que quer que seja perfurado ficará deslizando em torno da ponta de diamante ” suavidade s. No entanto, hoje em dia os crackers seguros usam uma broca com ponta de aço especial. Eles duram mais do que pontas de diamante por causa de como são feitos.O aço é muito mais denso que um diamante, cada molécula de aço pesando muito mais do que um átomo de carbono sozinho.

A suavidade é mais ou menos um truque do diamante para fazê-lo parecer titânio ou algo assim . Não é apenas liso.

O aço é o metal mais forte que temos atualmente. O único problema é que o aço é feito em refratários a céu aberto, onde moléculas de ar e outros detritos podem fundir-se no aço. Mas o aço é tão forte que realmente não importa tanto. Mas sim, torne o aço liso como um diamante e você terá o metal super-homem com maior resistência ao desgaste do que qualquer outra superfície conhecida pelo homem.