世界上最硬的物质是碳吗?附硬物质排名一览表

1.碳炔
【世界上最硬的物质是碳吗?附硬物质排名一览表】乙炔是由碳原子聚集而成的链,碳原子之间以双键或单键和三键交替连接 。乙炔被认为是世界上最强的材料 。其强度比钢高200多倍,比金刚石高40倍,抗拉强度是石墨烯的两倍 。乙炔将在未来超高强度设备的发展中发挥重要作用 。
乙炔具有无与伦比的强度,需要10毫牛顿的外力才能破坏其单链结构 。如果换算成强度,可以达到6.0~7.5×107牛顿米/千克,比石墨烯高4.7~5.5×107牛顿米/千克,比碳纳米管高4.3~5.0×107牛顿米/千克,比金刚石高2.5~6.5×107牛顿米/千克 。
乙炔也有一些有趣的特性 。它的柔韧性类似于聚合物和双链DNA 。扭转时,整个结构可以自由旋转,强度取决于末端化学基团的牢固程度 。也许最有趣的是它的稳定性 。新的研究发现,当两组碳炔链接触时,它们确实会发生反应,但有一个活化障碍可以轻松阻止这种情况的发生 。
2.铬
铬,化学符号Cr,是钢灰色金属 。元素的名字来源于希腊语,原意是“颜色”,因为所有的铬化合物都有颜色 。797年,法国化学家L.N .沃克林在西伯利亚方铅矿(铬铁矿)中发现了一种新矿物,次年被碳还原 。地壳中铬的含量为0.01%,居第17位 。自然界没有游离铬,主要存在于方铅矿中 。它属于元素周期表中的ⅵ B族 。铬的原子序数为24,原子量为51.9961 。它是体心立方晶体,常见的化合价有+2、+3和+6 。氧化数是6,5,4,3,2,1,1,2,4,是最硬的金属 。铬是银白色有光泽的金属,纯铬有延展性,含杂质的铬又硬又脆 。密度7.20克/立方厘米 。溶于强碱溶液 。铬的耐蚀性很高,在空气体中氧化很慢,即使在赤热的状态下也是如此 。不溶于水,镀在金属上能起到保护作用 。
3.钻石
钻石俗称“金刚钻” 。也就是我们常说的钻石原石,是由碳元素和碳元素的同素异形体组成的矿物 。钻石是自然界中最坚硬的物质 。钻石有广泛的用途,如工艺品和工业上的切割工具 。石墨在高温高压下可以形成人造金刚石 。它也是一种珍贵的宝石 。莫氏硬度10,新莫氏硬度15,显微硬度10000kg/mm2,比应时高1000倍,比刚玉高150倍 。钻石的硬度是有方向性的 。八面体晶面的硬度高于菱形十二面体晶面,菱形十二面体晶面的硬度高于六面体晶面 。
根据莫氏硬度标度,分为10级,钻石(diamond)是最高的10级;比如刀的硬度大概是5.5,铜币大概是3.5到4,钉子大概是2到3,玻璃硬度是6 。
由于硬度最高,钻石必须用钻石粉或激光(如532nm或1064nm激光)切割加工 。金刚石的密度为3.52克/厘米,折射率为2.417(在500纳米处),色散率为0.044 。

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