Что тверже всего на свете?

Есть мнение, что тверже всего в мире только воля. Не спорю, это важное качество, особенно тогда, когда хочется взять и бросить все от усталости. Именно она поможет сделать необходимый шаг! Но это метафора, а что же на самом деле тверже всего?

Что такое твердость

Это показатель того, насколько материал способен противостоять воздействию извне. Для наглядности можно ткнуть пальцем в камень и яблоко, и тогда сразу станет понятно что к чему: у них разная твердость. Для того, чтобы как-то измерить это свойство и получить его численное выражение, ученые применяют ряд методик:

• Метод Бринелля — самый распространенный. Заключается в том, что на испытуемое тело оказывается давление стальным шариком до тех пор, пока оно не начнет деформироваться. Как только факт «порчи имущества» зафиксирован, измеряется затраченное усилие.
• Метод Шора — несмотря на простоту, редко применяется, ведь допускает некоторую погрешность. К материалу приставляется трубка с разметкой, в нее бросают шарик, а та высота, на которую он «спружинит» от поверхности, и будет искомым показателем.
• Шкала Мооса — применяется для анализа минералов. Существуют эталонны — 10 минералов, показатель твердости которых известен, а остальные «камни» проходят процедуру сравнения — они царапаются, и тот, на котором остались следы, и будет более мягким.
• Метод Роквелла — заключается в воздействии на ряд предметов с одинаковым усилием, с последующим замером глубины проникновения.

Что тверже всего на свете из минералов и металлов

Согласно вышеуказанным методам исследования, из минералов это алмаз. Его основа аналогична грифелю в простом карандаше — углерод, который под влиянием ряда факторов превратился в драгоценный камушек. Получить его искусственным путем крайне сложно, ведь необходимы такие температура и давление, которые наблюдаются лишь в одном месте на Земле — ее недрах.

Что касается металлов, то здесь это титан, который не только твердый, но и тугоплавкий. При этом он весьма легок, что делает его незаменимым материалом там, где необходимо сочетание указанных свойств.

Еще со времен школьного природоведения мне известно, что алмаз — самое твердое вещество в мире. Но большие же алмазы как-то режут? Раньше для этого применялись их собратья, но все изменилось в первой половине 90-х, когда был синтезирован фуллерит — сверхтвердый материал, способный деформировать алмаз.

Тверже всего на свете — фуллерит

Фуллеритом называют молекулярный кристалл, узлы решеток которого образованы фуллереном – особым веществом, где атомы углерода имеют форму, схожую с футбольным мячом. Отличия от алмаза:

• Твердость составляет до 300 гигапаскалей (у алмаза до 150).
• Твердые свойства способен поддерживать только в сжатом состоянии.
• В природе почти не встречается (синтезируется искусственно).

Особенность фуллерита состоит в том, что для использования необходимо его сжатие. Здесь уместен пример алмазной наковальни. Если на такую положить фуллерит и дать на него давление, то он оставит следы на алмазной поверхности.

Происхождение же его на Земле ученые объясняют столь редким сочетанием, как удар молнии в облако газа. А в основном он обнаруживался в метеоритах и в донных отложениях планеты, которым более 60 миллионов лет.

Происхождение фуллерита

За открытие данного материала ученые Смолли, Керл и Крото получили в 1996 году Нобелевскую премию по химии. Но его теоретическое существование было предсказано еще 1971 году японскими учеными, а в 1973 году в СССР эту теорию математически доказали. На текущий момент единственным способом обретения фуллерита является его искусственный синтез. Причем до сих пор непонятна природа его твердости: при отсутствии давления он имеет аморфную форму, а его сверхтвердые свойства проявляются только под нажимом. Кроме того, осуществлять изготовление фуллерита в промышленных масштабах сегодня технически невозможно и экономически невыгодно. Это связано с тем, что для производства требуется большая камера, в которой будет создано давление в 130 000 атмосфер, а это очень затратно.

Поэтому такие установки есть только у компаний, торгующих алмазами, к примеру, у «Де Бирс».

Для меня твердое - все, обо что можно пораниться и удариться. Так повелось еще с детства, когда я упала с детской качели лбом на землю или когда разбивала коленки об асфальт. Привычно твердые предметы можно сравнивать с чем-то мягким, текучим, быстро ломающимся. Но стоит помнить, что в природе и в производстве твердое твердому рознь.

Что из себя представляет твердость

Каждый материал обладает таким свойством, как твердость. Это значит, что он может сопротивляться при касании, вдавливании в него другого материала или при ударе одного предмета о другой. При этом один из предметов деформируется, тем самым он показывает, что уступает другому по своей твердости. Каждый материал имеет свою степень твердости, которая измеряется различными статическими и динамическими методами, например, ударами одного предмета о другой.

Самые твердые вещества на свете

Издавна люди отмечали, что деревья могут быть одно прочнее другого. В Бразилии растет береза Шмидта, она прочнее чугуна. Самым твердым деревом можно назвать ятобу, за ней идут деревья Сукупира и Мербау, дерево из Северной Америки - клен, Ярра из Австралии, знакомые каждому ясень, дуб и бук.

Для выявления твердости минералов пользуются шкалами. Шкала немецкого минералога Мооса включает 10 минералов.

В начале шкалы находится тальк, а на вершине - алмаз:

• тальк;
• гипс;
• кальцит;
• флюорит;
• апатит;
• ортоклаз;
• кварц;
• топаз;
• корунд;
• алмаз.

Некоторые минералы царапаются ногтем, ножом, медной монетой или напильником, их можно обрабатывать с помощью алмаза, они могут царапать стекло, в то время как алмаз не царапает, а режет стекло благодаря большой плотности.

По твердости алмазу не уступает эльбор, однако считается, что алмаз самый прочный и самый твердый на свете. Он распространен на всех континентах. Благодаря своей твердости он используется для изготовления ножей и резцов, применяется в часовой и ядерной промышленности.
Не стоит забывать, что алмаз - это драгоценный камень, а ограненный алмаз - это бриллиант. Всем известно, что лучшие друзья девушек (и, как выяснилось, мужчин, связанных с промышленностью) - это бриллианты.