De ce diamantul are rezistență la tracțiune mai mică decât fierul?

Rezistența materialelor este afectată de defecte. Un cristal perfect de fier ar fi extrem de puternic . Odată ce începe o fisură, nu este atât de greu să o faci să avanseze cu un atom mai adânc. Gândește-te să rupi o pungă de plastic. Mult mai ușor odată ce începe ruptura.

Materialele fragile pot fi mai ușor de rupt, deoarece acestea se întinde mai puțin. Este mai ușor să rupi o foaie de hârtie decât o foaie de cauciuc. Cauciucul se întinde astfel încât forța să fie distribuită printr-o regiune mare. În hârtie, totul se află într-o regiune mică lângă vârful lacrimii. O regiune mică are o secțiune transversală mai mică. Stresul este mai mare pentru aceeași forță.

Comentarii

• Răspuns perfect !! 🙂
• @ mmsser314, Deci, unde se încadrează grafenul?

De fapt, datele prezentate de dvs. arată că fierul / oțelul este mai fragil decât diamantul. Precizia rezistența la tracțiune a diamantului este necunoscută, cu toate acestea au fost observate valori de până la 60000 MPa. Valorile tipice ale rezistenței la tracțiune a fierului / oțelului variază de la 100 la 11000 MPa. Prin urmare, diamantul poate rezista mai mult decât fierul / oțelul.

Datele pe care le citați arată că diamantul este mai puternic decât oțelul, dar rezistența nu este la fel ca fragilitatea (sau, într-adevăr, rigiditatea). Fracțiunea este de a face cu câtă energie este necesară pentru a sparge ceva și ia în considerare cantitatea de deformare pe care o poate lua, precum și rezistența sa. Oțelul se poate deforma mult înainte de a se sparge, diamantul poate „t și astfel diamantul este mai fragil decât oțelul, dar mult mai puternic.

A tija de sticlă poate avea o rezistență la tracțiune mai mare decât fierul, dacă este lustruită corespunzător. Deci, o tijă de diamant cu o rețea de cristal perfectă va avea o rezistență mare la tracțiune. Dar probabil că nu este cea mai mare, poate că o tijă de grafen înfășurată s-ar descurca mai bine, deoarece mai multe legături pot prelua forța de tracțiune în același timp. Un lanț simplu de atomi de carbon cu duble legături între ele poate fi un câștigător. Dar atunci când cristalele se sparg, oțelul este mult mai bun în acest fel, deoarece poate fi ductil și se poate alungi. Energia necesară pentru a trage materialul în două bucăți poate fi mai mare pentru unele tipuri de oțel. Mătasea de păianjen poate avea, de asemenea, o performanță bună.

Un cristal perfect de nanosmooth gravat cu diamant ar avea o rezistență la tracțiune mult mai mare decât aceea . Conform https://en.wikipedia.org/wiki/Fracture_mechanics , fisurile microscopice ale suprafeței sale care fac solidele fragile au o rezistență mult mai mică, deoarece tensiunea este aplicat pe acesta se concentrează la vârful fisurii. Cu cât fisura este mai lungă, cu atât este nevoie de mai puțină tensiune pentru a mări tensiunea la vârful fisurii pentru a propaga fisura mai departe. Odată ce este aplicată suficientă tensiune pentru a propaga fisura în continuare, tensiunea poate fi mărit și mai ușor, deoarece fisura este mai lungă, astfel încât să obțineți efectul de fugă al fisurii care crește la viteza sunetului din materialul care face obiectul să pară instantaneu. Zgârierea este o modalitate de a introduce o fisură într-un obiect nanosmooth și face o treabă bună pentru că, conform răspunsului lui Whit3rd la întrebarea mea de la Cum poate un zgârietură infinit de tare să zgârie un material fragil amorf când alunecă de-a lungul acestuia? , începutul acțiunii de zgâriere introduce fisuri care se pot propaga apoi înapoi m tensiune mărită făcând suprafața suficient de slabă pentru a fi zgâriată și mai adânc, ceea ce slăbește și mai mult suprafața și acest proces continuă până când zgârietura este atât de adâncă încât vârful nu mai exercită suficientă forță pe zonă pentru a face zgârietura mai profundă chiar și cu rezistența redusă ca urmare a zgârieturilor.

Un diamant nu este mai puternic decât oțelul. Este „mai neted decât oțelul, deoarece moleculele sale sunt mult mai strânse împreună, ceea ce face mai ușor, de exemplu, ca un burghiu cu vârf de diamant să reziste la uzură, deoarece oricare ar fi forajul va aluneca în jurul vârfului de diamant” netezimea. Cu toate acestea, în prezent, biscuiții siguri folosesc un burghiu special din oțel. Ele durează mai mult decât vârfurile de diamant din cauza modului în care sunt făcute.Oțelul este mult mai dens decât un diamant, fiecare moleculă de oțel cântărind mult mai mult decât un singur atom de carbon.

Netezimea este mai mult sau mai puțin un truc al diamantului pentru a-l face să pară titanul sau ceva asemănător. . Nu este doar neted.

Oțelul este cel mai puternic metal pe care îl avem în prezent. Singura problemă este că oțelul este fabricat în refractare în aer liber, unde moleculele de aer și alte resturi pot să se topească în oțel. Dar oțelul este atât de puternic încât nu contează atât de mult. Dar da, faceți oțelul neted ca un diamant și aveți un metal superman cu o rezistență mai mare la uzură decât orice altă suprafață cunoscută de om.