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回答一个“金刚石易碎吗???”的问题

已有 9383 次阅读 2012-3-18 23:10 |个人分类:镜子大全|系统分类:科普集锦| 金刚石, 易碎

回答一个“金刚石易碎吗???”的问题
作者: mirror (*)
日期: 03/18/2012 05:47:13

1.问题 金刚石易碎吗?
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因为它硬度是最大的,一般人都把它也当成不易碎的物质,可我又不这样认为,但又说不出具体原理
2.如果易碎是由于什么原因呢?
易碎原理是什么?
跟分子或原子之间有什么联系。
力学上又是什么原理。
特别希望有人能给我一个有深度的回答谢谢

这个小老师的一连串提问还是很有些深度。以前写过一个说说“最硬人造金刚石”的说法,对那样的说法“不以为然”。在那里,的确忽略了一个问题,新合成的HIME-DIA的特点不是在硬度,而是在于硬而不脆

硬度的标定是个静态的过程。本质上说是来自原子间的结合力(能),但是这个硬度是个宏观的量,不能直接与量子论的层次接轨。

“硬”的感觉可以认为是杨氏模量E很大。杨氏模量E是说物体在外力作用下的变形的大小。这个量是个静态的。作为动态量的响应,当材料受到冲击时,冲击力一般认为是与杨氏模量E的平方根成比例。固体材料中的音速与杨氏模量E的平方根成成比例,材料越硬,对冲击的响应也就越快,所受的冲击量也越大。如果这个冲击量带来的材料的应力超过破坏应力界限的时候,物体就要出现裂缝、破碎等现象。抗击冲击力的强度尺度叫做“韧性”。

由于这样的原因,一般地说,材料的硬度上去了,韧性就会变差。韧性与材料的组织结构有很大的关系,但还无法直接联系到原子的层次。HIME-DIA(姬-金刚石)因为使用了纳米尺度的金刚石,所以在组织上不是单晶,这种材料组织上的特异,改变了姬-金刚石的韧性。

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就“是”论事儿,就“事儿”论是,就“事儿”论“事儿”。


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