10 самых твердых материалов на Земле

Алмаз до сих пор остается эталоном твердости: в различных методиках измерения механической твердости материалов он выступает в роли индентора (методы Роквелла, Виккерса) или эталонной поверхности (метод Мооса). Однако есть материалы, твердость которых выходит за «алмазный предел» или вплотную к нему приближается. Рассказывает Sauap.org.

В нашей статье мы рассмотрим десять самых твердых материалов в мире и посмотрим насколько они тверды относительно алмаза. Материал считается сверхтвердым если его показатели находятся выше 40 ГПа. Нужно учесть, что твердость материала может колебаться в зависимости от внешних факторов, в частности от приложенной к нему нагрузки. Итак, представляем десять самых твердых материалов в мире.

Субоксид бора

Субоксид бора состоит из зерен, имеющих форму выпуклых двадцатигранников. Эти зерна состоят, в свою очередь, из двадцати кристаллов-многогранников, гранями которого являются четыре треугольника. Субоксид бора имеет повышенную прочность в 45 ГПа.

Диборид рения

Диборид рения очень интересный материал. При малых нагрузках он ведет себя как сверхтвердый, имея прочность в 48 ГПа, а при нагрузке его твердость снижается до 22 ГПа. Этот факт вызывает бурные дискуссии у ученых всего мира относительно того стоит ли считать диборид рения сверхтвердым материалом.

Борид магния-алюминия

Борид магния-алюминия составляет собой сплав алюминия, магния и бора. Этот материал имеет невероятно низкие показатели трения скольжения. Это уникальное свойство могло бы стать настоящей находкой в производстве разнообразных механизмов, ведь детали из борида магния-алюминия способны работать без смазки. К сожалению, сплав невероятно дорог, что на данный момент закрывает ему дорогу к широкому применению. Твердость борид магния-алюминия — 51 ГПа.

Бор-углерод-кремний

Соединение Бор-углерод-кремний обладает невероятной устойчивостью к высочайшим температурам и химическому воздействию. Твердость Бор-углерод-кремния — 70 ГПа.

Карбид бора

Карбид бора был открыт еще в 18 веке и начал использоваться почти сразу во многих отраслях промышленности. Его используют при обработке металлов и сплавов, при изготовлении химической посуды, а также в энергетике и электронике. Используется как основное вещество для пластин бронежилетов. Твердость карбида бора составляет 49 ГПа, а добавляя в него аргон в виде ионов, можно увеличить этот показатель до 72 ГПа.

Нитрид углерода-бора

Нитрид углерода-бора является одним из представителей достижений современной химии, он был синтезирован сравнительно недавно Твердость нитрид углерода-бора — 76 ГПа.

Наноструктурированный кубонит

Наноструктурированный кубонит имеет и другие названия: кингсонгит, боразон или эльбор. Материал обладает показателями твердости близкими к алмазу и успешно применяется в промышленности при обработке различных металлов и сплавов. Твердость наноструктурированного кубонита — 108 ГПа.

Вюртцитный нитрид бора

Структура кристаллов этого вещества имеет особую вюрцитную форму, она то и позволяет быть ему одним из лидеров по твердости. При приложении нагрузки связи между атомами в кристаллической решетке перераспределяются и твердость материала повышается почти на 75%! Твердость вюрцитного нитрида бора — 114 ГПа.

Лонсдейлит

Лонсдейлит по своей структуре очень похож на алмаз, ведь они оба являются аллотропными модификациями углерода. Лонсдейлит был обнаружен в воронке метеорита, одним из компонентов которого являлся графит. По всей видимости от нагрузок, вызванных взрывом метеорите, графит превратился в лонсдейлит. При обнаружении лонсдейлит не продемонстрировал особых чемпионских показателей твердости, однако было доказано, что при отсутствии в нем примесей, он будет тверже алмаза! Доказанный показатель твердости лонсдейлита — до 152 Гпа

фото: Образец лонсдейлита, обнаруженный в сибирском кратере Попигай — четвертой по размеру астроблеме в мире

Фуллерит

Пришло время рассмотреть самое твердое вещество в мире — фуллерит. Фуллерит — это кристалл, который состоит из молекул, а не из отдельных атомов. Благодаря этому фуллерит обладает феноменальной твердостью, он способен легко царапать алмаз, также как сталь царапает пластик! Твердость фуллерита — 310 ГПа.