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世界上最坚硬的东西是什么

说到硬度,很多人第一反应就是钻石。钻石的莫氏硬度是10,基本上在日常的硬度排行榜里它是最高的。它的碳原子在晶格中以强大的共价键紧紧连在一起,光是这个结构就已经足

说到硬度,很多人第一反应就是钻石。钻石的莫氏硬度是10,基本上在日常的硬度排行榜里它是最高的。它的碳原子在晶格中以强大的共价键紧紧连在一起,光是这个结构就已经足够让它在划痕、切割方面称霸。

世界上最坚硬的东西是什么(图1)

不过,科学界还有一些“硬核”竞争者。比如,立方氮化硼(c‑BN)在高压高温下的硬度可以和钻石相媲美,甚至在某些方向上更硬。还有一种叫做六方氮化硼的相(wurtzite BN),在理论计算中它的硬度比钻石略高,只是实验上很难大规模合成。

再往前一步,探测到的超硬相——六方金刚石(lonsdaleite),是陨石撞击产生的六方晶系碳结构,模型预测它的硬度能超过钻石,但实际样品往往夹杂很多缺陷,真正的硬度表现还没完全确定。

世界上最坚硬的东西是什么(图2)

如果把尺度再小点,石墨烯和单层碳纳米管的理论极限硬度也相当惊人。它们的强度可以达到几百吉帕,换算成莫氏硬度的话也会超出常规材料的范围。但因为是二维材料,一旦受到垂直的力就会容易弯曲折断,实际硬度的定义就有点儿跑题。

所以,日常生活里如果要找最硬的东西,钻石几乎是最靠谱的答案;在实验室和理论研究里,立方氮化硼、六方氮化硼以及六方金刚石等都在争夺那个“最硬”称号。不同的测试方法、不同的晶体取向,硬度的数值也会有点波动。整体来看,硬度这个排行榜其实比看起来要丰富得多。


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