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钻石不是最硬的?科学家发现比钻石更硬的w-BN,可作太空材料

钻石不是最硬的?科学家发现比钻石更硬的w-BN,可作太空材料
2021年01月23日 00:00 新浪网 作者 第一潮流风尚

  如果问你,什么东西是最硬的,你当然毫不意外地会回答是钻石。

  明明都是碳组成的,为什么钻石要比煤炭更坚固?

  得益于碳的排列顺序。

  

  碳在加热高温再结晶的情况下可以由木炭变成石墨。

  石墨又能比那层金刚石。

  在电弧放电的作用下,石墨又可以形成单个或多个碳原子;

  总之碳在地球的生态作用下太重要了,每个生命都是碳元素为基础而存在的,也因此我们被称为碳基生命。

  

  言归正传,都是碳,钻石排列的就是这么坚固。

  在德国矿物学家弗里德里希·莫氏设计的硬度标度--莫氏硬度标度中,通过给定材料与另外一个材料刮擦时所表现出的电阻的度量,范围从0-10,钻石的莫氏硬度就是最高的10,表示受刮擦的影响最小。

  

  但是,一定要以莫氏的标准来规定硬度标尺吗?

  当然不;

  之所以钻石这么牢固,是因为它是碳的同素异形体,由5个碳原子组成,它们在四面体晶格结构中彼此共享电子。这些碳原子之间的共价键非常牢固,在室温下很难断裂。

  

  出于这种强大的共价键,钻石的导电性特别差,不过导热性能却很好,所以钻石经常出现在电子零件中,比如散热器上面。

  但是科学家的发现,打破了钻石的神坛地位。

  钻石其实只要加热到800℃以上,化学和物理性质会发生一定的改变,它们将会与铁发生化学反应,所以钻石一点也不适合用作对钢材的加工上。

  也是出于这一点,科学家们从来没有放弃过寻找比钻石更坚硬的材质。

  这不,2009年上海交通大学和内华达大学的研究人员就发现了2种可以在硬度上打败钻石的材质;

  其中一种就是纤锌矿氮化硼(w-BN)

  氮化硼的结构与钻石差不多,可是因为它经过高温加热过,所以比钻石更硬。

  

  科学家认为,如果这种材料可以被大肆开发,将可以作为太空材料。

  只不过这种材料不是随随便便就能找到的,它只在火山喷发后才能够被发现。

  所以虽然钻石是丢掉了最硬的称号,不过出于其普遍性,它还是能够在消费者心中坐稳恒久远的地位。

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