Material mas duro del mundo

diamante

Incomparable en su capacidad de resistir a los arañazos, esta piedra preciosa tan apreciada es la más alta en términos de dureza. El diamante es una cerámica natural formada por átomos de carbono fuertemente unidos en una red. Se utiliza en brocas, papel de lija y sierras para cortar, esmerilar y pulir. Aunque ostenta el récord de dureza, el diamante no es resistente: si lo aplastas con un martillo, se fracturará y romperá.

Compuesto por átomos de carbono, el grafeno es un nanoprimo del diamante que forma una lámina superfina de sólo un átomo de grosor. Esto puede sonar ultradelgado, pero la fuerza necesaria para romperlo es muy alta, mayor que la necesaria para romper el acero. Por muy fuerte que sea este material hecho por el hombre, su fabricación es un reto y aún no puede producirse en masa. Mientras tanto, el grafeno está llamando la atención por otras características impresionantes, como su potencial para el almacenamiento de datos y energía.

El acero martensítico es un miembro de la familia de los aceros superresistentes. Se trata de una aleación -una mezcla de metales- que se trata térmicamente, un proceso que lo hace muy duro y resistente. El acero martensítico también tiene la capacidad de soportar fuerzas de tracción (resistencia a la tensión). Puede absorber mucha energía antes de deformarse. E incluso cuando se fractura, no se rompe de inmediato (resistencia a la fractura). Por último, puede conservar estas cualidades a temperaturas más altas que la mayoría de los aceros, una característica deseada para su uso en motores de alto rendimiento y otras aplicaciones aeroespaciales.

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Efectivamente, el diamante es el material más duro del mundo. La dureza de un material es una propiedad determinada por la resistencia al rayado. Una sustancia sólo puede ser rayada por algo de igual o mayor dureza. Por lo tanto, sólo un diamante puede rayar a otro diamante.

El diamante se sitúa en la cima de la escala de dureza de Mohs, en el número 10, como el material más duro. La escala de Mohs clasifica la dureza relativa de los materiales. Pero la dureza no es lineal y se calcula que el diamante es muchas veces más duro que la siguiente sustancia más dura (el corindón), situada en el número 9.

¿Significa esto que el diamante es inmune a los daños? La respuesta es un “no” con reservas. Los diamantes son increíblemente duraderos y pueden llevarse a diario durante generaciones sin sufrir el más mínimo daño. Pero también pueden astillarse o incluso romperse en determinadas condiciones.

El diamante está compuesto de carbono puro y el enlace atómico de los átomos lo convierte en el material más duro. El enlace extremadamente fuerte hace que el diamante sea el más duro de todas las sustancias, pero hay una dirección en la que los enlaces no son tan fuertes y un diamante puede romperse a lo largo de esta dirección con un impacto. Un tallador de diamantes tiene en cuenta la dirección y el resultado es que los daños debidos a la escisión son raros en los diamantes gema bien tallados.

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Actualmente, el diamante se considera uno de los materiales naturales más duros y resistentes a los arañazos del mundo. La mayoría de los diamantes que se encuentran en la naturaleza y que a menudo se utilizan en joyería presentan una estructura cristalina cúbica, un patrón repetitivo de 8 átomos que forman un cubo con átomos de carbono en sus vértices. Cada átomo de carbono forma cuatro enlaces con sus vecinos, lo que explica la estabilidad general y la dureza de la estructura cristalina.

Aunque el diamante se menciona comúnmente como el mineral más duro, hay minerales que son más duros. La moissanita, un carburo de silicio natural, es casi tan dura como el diamante. Es un mineral raro, descubierto por el químico francés Henri Moissan en 1893 mientras examinaba muestras de roca de un cráter de meteorito situado en Canyon Diablo, Arizona. El nitruro de boro hexagonal es un 18% más duro que el diamante. Formado durante las erupciones volcánicas, este mineral -tan raro que no tiene un nombre mineral formal- forma pequeñas inclusiones microscópicas en las rocas de lava. Pero se cree que la lonsdaleíta, también llamada diamante hexagonal, ya que está hecha de carbono y es similar al diamante, es aún más fuerte. En una estructura cristalina hexagonal, cada átomo de carbono puede formar seis enlaces con sus vecinos, en teoría. Descrito también a partir de muestras del meteorito Canyon Diablo, la existencia de este mineral seguía siendo discutida en 2014, ya que algunos mineralogistas argumentaban que se trataba de una identificación errónea de cristales microscópicos de diamante.

titanio

Un material superduro es un material con un valor de dureza superior a 40 gigapascales (GPa) cuando se mide mediante la prueba de dureza Vickers[1][2][3][4] Son sólidos prácticamente incompresibles con una alta densidad de electrones y una elevada covalencia de enlace. Como resultado de sus propiedades únicas, estos materiales son de gran interés en muchas áreas industriales, incluyendo, pero no limitado a, abrasivos, herramientas de pulido y corte, frenos de disco, y revestimientos resistentes al desgaste y de protección.

El diamante es el material más duro conocido hasta la fecha, con una dureza Vickers en el rango de 70-150 GPa. El diamante presenta una alta conductividad térmica y propiedades de aislamiento eléctrico, y se ha prestado mucha atención a la búsqueda de aplicaciones prácticas de este material. Sin embargo, el diamante tiene varias limitaciones para su aplicación industrial masiva, entre ellas su elevado coste y su oxidación a temperaturas superiores a 800 °C.[5][6] Además, el diamante se disuelve en el hierro y forma carburos de hierro a altas temperaturas, por lo que es ineficaz para cortar materiales ferrosos, incluido el acero. Por lo tanto, la investigación reciente de materiales superduros se ha centrado en compuestos que serían térmica y químicamente más estables que el diamante puro.