Varför har diamant lägre draghållfasthet än järn?

Materialets styrka påverkas av defekter. En perfekt järnkristall skulle vara extremt stark När en spricka startar är det inte så svårt att få den framåt en atom djupare. Tänk på att riva upp en plastpåse. Mycket lättare när tåren börjar.

Sköra material kan vara lättare att bryta eftersom de sträcka mindre. Det är lättare att riva ett pappersark än ett ark gummi. Gummi sträcker sig så att kraften fördelas genom ett stort område. På papper är det allt i ett litet område nära rivspetsen. En liten region har ett mindre tvärsnittsarea. Spänningen är större för samma kraft.

Kommentarer

• Perfekt svar !! 🙂
• @ mmsser314, Så var faller grafen in?

De uppgifter som presenteras av dig visar faktiskt att järn / stål är spröttare än diamant. Exakt draghållfasthet hos diamant är okänd, men värden på upp till 60000 MPa har observerats. Typiska värden på draghållfasthet hos järn / stål varierar från 100 till 11000 MPa. Därför tål diamant mer än järn / stål.

De data du citerar visar att diamant är starkare än stål, men styrka är inte samma som sprödhet (eller, faktiskt, styvhet). Skörhet är att göra med hur mycket energi som behövs för att bryta något, och tar hänsyn till mängden deformation det kan ta såväl som dess styrka. Stål kan deformeras mycket innan det går sönder kan diamant ”t och så är diamant spröttare än stål men mycket starkare.

A glasstång kan ha högre draghållfasthet än järn om den poleras ordentligt. Så en diamantstång med perfekt kristallgitter kommer att ha stor draghållfasthet. Men förmodligen inte den största, kanske en upprullad grafenstav skulle göra bättre, eftersom fler av bindningarna kan ta upp dragkraft samtidigt. En enkel kedja av kolatomer med dubbla bindningar mellan kan vara en vinnare. Men när kristaller bryts sönder, är stål mycket bättre på det sättet eftersom det kan vara segt och kan förlängas. Energin som behövs för att dra materialet i två delar kan då vara högre för vissa typer av stål. Spindelsilke kan också fungera bra.

En perfekt kristall av diamantetsad nanosmooth skulle ha en mycket högre draghållfasthet än den . Enligt https://en.wikipedia.org/wiki/Fracture_mechanics är det mikroskopiska ytsprickor som gör att spröda fasta ämnen har en mycket lägre styrka eftersom ständig spänning är appliceras på den blir koncentrerad vid spetsens spets. Ju längre sprickan, desto mindre spänning krävs för att förstora spänningen vid spetsens spets för att sprida sprickan ytterligare. När tillräckligt med spänning appliceras för att sprida sprickan ytterligare, spänningen kan förstoras ännu lättare eftersom sprickan är längre så att du får den bortrivna effekten av sprickan som växer med ljudets hastighet i materialet vilket gör att objektet verkar bryta omedelbart. Skrapa är ett sätt att införa en spricka i ett nanosmätt föremål och det gör ett bra jobb med det för enligt Whit3rd: s svar på min fråga på Hur skrapar ett oändligt hårt spets ett amorft sprött material när det glider längs det? , början på skrapåtgärden introducerar sprickor som sedan kan spridas framåt m förstorad spänning som gör ytan svag nog att repas ännu djupare, vilket ytterligare försvagar ytan och den processen fortsätter tills repan är så djup att spetsen inte längre utövar tillräckligt med kraft per område för att göra repan djupare även med reducerad styrka som ett resultat av repor.

En diamant är inte starkare än stål. Det är jämnare än stål eftersom molekylerna är mycket tätare tillsammans, vilket gör det lättare, till exempel, för en diamantspetsad borrkrona att motstå slitage, eftersom vad som helst borrning kommer att glida runt diamantspetsen. s jämnhet. Men nuförtiden använder säkra kakor en speciell borrkrona av stål. De håller längre än diamantspetsar på grund av hur de är gjorda.Stål är mycket tätare än en diamant, varje enskild stålmolekyl väger mycket mer än en kolatom ensam.

Jämnhet är mer eller mindre ett trick av diamanten för att få det att se ut som om det är titan eller något . Det är inte det är bara slätt.

Stål är den starkaste metallen vi har för närvarande. Enda problemet är att stål tillverkas i eldfasta eldstad där luftmolekyler och annat skräp kan smälta in i stålet. Men stål är så starkt att det inte betyder så mycket. Men ja, gör stål så jämnt som en diamant så har du supermanmetall med större slitstyrka än någon annan yta som människor känner till.