03.03 如果用锤子砸钻石,会发生什么?

甜颖子


这个问题的答案是很明确的:锤子没事,钻石会碎。

很多人一想不对啊!初中科学课本上都学过钻石是自然形成的物质中硬度最高的物质,铁的硬度比钻石低,怎么可能锤子没事,钻石会碎呢?但事实就是如此,很多人都混淆了两个概念:硬度和脆度(断裂韧性)。硬度指的是物体的某个部分能够抵抗坚硬物体压入其表面的能力,抗压能力越强硬度就越大;而脆度简单来说指的就是抗断裂的能力。

打个比方现在有一根木头和一块玻璃,你用相同大小的力通过指甲去压刻木头和玻璃,肯定会在木头上留下印记划痕,而在玻璃上不会有什么印记划痕,这就说明了玻璃的硬度要比木头大,但是用玻璃和木头相互撞击,绝对是玻璃碎了一地,而木头几乎完好无损,这就说明玻璃比木头更加脆弱,脆度更高。锤子和钻石也是同样的道理,钻石是一种硬而脆的物质,比铁硬但比铁脆。

导致钻石硬又脆的根本原因是因为:钻石中的碳原子是正四面体的共价键结构,碳原子和碳原子之间的结构非常稳定,所以硬度较高,但是这种结构属于完全解理晶体,晶体具有沿着一定结构方向断裂成光滑平面的特性,所以脆度高易断裂。很多物质都具有这种性质,所以会变得硬而脆,莫氏硬度表上硬度较高的物质几乎都是硬而脆的。


科学薛定谔的猫


自然是钻石会碎,钻石说白了就是一种天然的金刚石,金刚石大家都不陌生,它的硬度是自然界中最高的,那么什么是硬度呢?

科学家是这么解释的,硬度指的是某个材料对于外界的物体,入侵的表面抵抗能力。简单的说就是一个物体能不能再另外一个物体的表面,留下破坏的痕迹。

如果能则代表这个入侵的物体的硬度,要大于被它入侵的物体,例如说金刚石和玻璃。

金刚石的硬度要比玻璃硬,所以金刚石可以在玻璃的表面留下划痕,那么人类就顺着这个划痕,对玻璃进行剪裁。


但金刚石虽然硬,不代表它就钢筋铁骨,水火不侵,因为一般来说一个物体的硬度越高,它的韧性就越差,而韧性和脆性是相反的。

所以金刚石的脆性就很大,那么生活中的常识告诉我们,一个物体越脆,它就越容易破碎,而金刚石就非常容易碎。

而锤子一般都是金属制作的,例如说铁锤,纯铁的硬度其实很低,和金刚石比起来差远了,但铁的韧性却要比金刚石大。

所以你拿一把铁锤去砸金刚石,毫无疑问肯定是金刚石碎,但考虑到天然的金刚石如此昂贵,我想这个实验还是别做了,特别是别拿钻戒来做,否则你晚上就要睡沙发了.....


种植恒星


钻石也叫“金刚石”。是所有宝石中最坚硬的宝石,钻石是在地球深部高压、高温条件下形成的一种由碳元素组成的单质晶体。

一 通常在火山爆发过后的地层中,我们会发现钻石矿,经过高压和高温的条件形成的钻石在我们想象中是极具硬度的。钻石有亲油疏水性,也就是容易沾油,但是不沾水。而钻石最大的一个特点是具有脆性。硬度和脆性是成正比的,越硬的东西越脆。相反越软底东西其实反弹能力很强。

二 我们通常看到的首饰上的钻石都是宝石级别的,还有不是宝石级别的金刚石,用来做成的切割刀能轻松切割玻璃,其可以说是无坚不摧,因为它具有高的耐磨性与研磨能力。因此被广泛地应用于切削、磨削、抛光、锯切、修整、钻探等工具领域。

三 锤子砸钻石,与锤子砸玻璃效果差不多,钻石会碎的很彻底,因为钻石的脆性大。所以我们在日常佩戴钻石的过程中,也要防止这样的撞击,以免钻石裂开。

总之上天是很公平的,给你刚强的外表,也会给你一颗脆弱的心。自古外柔内刚、外刚内柔。


珠宝鉴定师媛媛


正宗的钻石会碎掉。

天然钻石是碳原子四面体排列,共价键结合形成的原子晶体,并且不可避免带有一些位错,滑移,裂纹和杂质缺陷。由于碳碳键键长短,键能大,共价键的结合力非常强,不容易断开,因此钻石有很高的硬度和化学稳定性,是世界上最硬的物体之一。

但是化学键过于牢固不一定是好事,过强的共价键和四面体共价键骨架使钻石在受到外力的时候,倾向于自身不变形而将受力原样传递下去。这样会造成应力在钻石的某些部位集中,在这些部位的缺陷率先造成结构破坏,而单晶的钻石具有解理面,这些结构破坏就会顺着解理面传递,从而使整块钻石裂开。

材料的高硬度和易变形一般是相矛盾的,要想避免脆的问题,可以让化学键自身在受力时变形(金属键在受力时层间滑移),也可以靠分子间作用力变形(聚合物分子链间的滑动)。虽然钻石本身不具备这些特性,但是可以将这些金属或树脂材料和微小的钻石晶体结合成复合材料。这样首先仍然具备钻石的微观硬度,其次可以靠金属和树脂材料在受到冲击时变形卸力,再次微小的钻石晶体中缺陷的概率比较低,少部分晶体破裂被基材隔离也不会影响到整块材料。这种复合材料就是经常用到的金刚石砂轮磨具,它们经常能用来加工钻石本身。

这一特性也可以反过来用于切割钻石,在把钻石原石切割分块的时候,匠师们会研究钻石的解理面方向和内部的裂纹缺陷,然后在精心选择的部位人为磨出凹槽缺陷,塞入钢刀,然后用锤子敲击钢刀让钻石破裂。这时的破裂是人为控制的,顺凹槽和解理面方向发展,通常会经过已有的内部裂纹并将它们暴露在表面,这样就得到了两块或更多块内部纯洁无暇,外部缺陷轻微打磨即可除去的小钻石,它们的价值比内部缺陷明显的原石要高得多。


海边椰子


关于这个问题嘛,亲自尝试一下最好了,现场实验最能说明问题,我有一把锤子,已经准备好了,谁有钻石就贡献出来,最好是个大的,让我试一下,一锤子下去,结果就一清二楚了。

哈哈,估计这世界上没有人愿意真的给我做这个实验的,所以就不开玩笑了,还是从理论上分析一下吧。大家都知道钻石就是金刚石,它是自然界硬度最高的物质,其摩氏硬度为10级,且独占这一级的摩氏硬度,维氏硬度为100G帕,超过了自然界中其他所有的矿物材料,而玻璃和不锈钢的摩氏硬度都为5.5,所以通常用钢铁质的刀子在玻璃上是划不出痕迹的,但用金刚石做成的切割刀却能轻松切割玻璃,其可以说是无坚不摧,因为它具有高的耐磨性与研磨能力。因此被广泛地应用于切削、磨削、抛光、锯切、修整、钻探等工具领域。

虽然钻石的硬度特别大,抵抗外力刻画的能力特别强,但韧性方面却并不强,可以说还很脆弱,是经不起锤子猛砸的,金属的韧性通常都比较大,比如铁可以拉成丝做成铁丝,也可以压成薄片做成铁皮,可以随意弯曲,铜等金属也可以,黄金白银更加可以,而石头、玻璃、刚玉的韧性都比较差,是不可以承受重压或者弯曲的,如果用硬物使劲敲击钻石的解理面,钻石很容易会破损,所以钻石是根本承受不起用锤子猛砸的。

材料的韧性常使用“断裂韧性”这一概念来表征,说的就是衡量材料断裂的容易程度,据说钻石的断裂韧性和玻璃在一个级别上,比钢铁等金属低得多,所以用锤子砸钻石或者与锤子砸玻璃效果差不多,情景可以想见。

前两年一些手机制造商曾经炒作用蓝宝石屏幕,但却一直没有应用开来,除了价格太贵之外的原因或者就是用蓝宝石做手机屏幕可能会太脆了,蓝宝石的断裂韧度和金刚石差不多,一不小心就会摔碎,而如果再换一个这样的屏幕的话,花费就太大了,所以蓝宝石并非理想的手机屏幕材料。


科普大世界


我们都知道,钻石是自然界硬度最高的物质,所以题主的这种联想很合理,用铁锤去砸硬度最高的钻石,会发生什么事呢?

可能很多人都猜到了,钻石会碎掉,就像砸玻璃一样。这是因为硬度和韧性不是一回事。物体的硬度是指材料表面抗挤压的能力,简单来说就是其他物体在表面摩擦,会不会留下划痕。例如用钻石刀可以在玻璃表面留下划痕,从而切割玻璃,但反过来却不行。

但是材料的韧性则是另外一回事,它指的是材料断裂的容易程度,专业研究中会使用“断裂韧性”这一概念来表征和衡量材料断裂的容易程度。钻石的断裂韧性和玻璃在一个数量级,比钢材或其他合金材料低了一到两个数量级。这就意味着锤子砸钻石,与锤子砸玻璃效果差不多,钻石会碎的很彻底;但锤子去砸一块钢铁或其他金属材料,则不会出现碎裂的情况,而是会把小块钢材砸扁产生形变,却不会断裂。

这两个概念的差异也会经常影响到我们的生活,例如通常情况下的手机屏幕都是玻璃的,这是因为玻璃的硬度也很高,通常的普通磨损很难在表面留下划痕,影响显示效果和美观程度;但玻璃的断裂韧性却不高,造成手机在被摔情况下很可能出现屏幕破裂的情况。所以啊,就算哪天技术发达到屏幕都换成了钻石的,也难以避免手机屏幕被摔裂的命运……


看风景的蜗牛君


钻石会碎哦。

钻石的确是现在已知的,自然生成物质里面最硬的。虽然现在有些合成材料硬度要比钻石高,但在天然物质当中,钻石的硬度仍然是top级。

硬度在矿石学和宝石学当中,是指的材料抵抗其他物体划刻或者是侵入表面的能力。

高硬度的物质是可以在低硬度物质上划出痕迹的,而在天然物质当中,没有什么东西能在钻石上划出痕迹。

虽然钻石硬度爆表,但是用锤子砸钻石,和硬度没有一毛钱的关系啊!

一个东西是不是易碎,又要扯出另外一个概念——脆性。

脆性是说材料在外力作用下,比如拉伸啦冲击啦,仅产生很小的变形,就断裂破坏的性质。

钻石的脆性,就非常的高,或者说延展性很差,所以一锤子下去就碎成渣渣了~

同理,如果把钻石往地上摔一下,也会碎的。

钻石这种脆性高,延展性差的特点,其实和它的结构有关。

这里又有一个新的概念——解理。

解理是指矿物晶体受力之后,严格沿着一定方向破裂的性质。

这个裂出的光滑平面,就是解理面。钻石是八面体解理,如果找到解理面,不用太大的力就能让钻石裂开,现在钻石的加工也是利用了钻石解理面的存在。

总之呢,钻石没有想象中的那么泼辣抗造,有钻戒的朋友们日常也要保护好自己的戒指啊~

虽然日常戴的钻石克拉数不大,而且本身就是利用解理面劈开的,但还是注意不要被外力冲撞到,不然心也要碎啦!


不吃肠的大肠


如果有天别人要送你颗钻石,并告诉你反正钻石是最硬的,你可以放心地抡起大锤来一验真假,那么无非这几种可能:

一、你遇到了人傻钱多的土豪

二、这个钻石是人工合成的假钻石

三、一二皆有(多么悲伤的故事)

大家都知道钻石是世界上最为坚硬的物质,所以有人就灵机一动了:那我是不是可以直接带个锤子去店里买钻石呢?也不用听店员瞎忽悠了,直接上锤子敲敲看不就见真章了,反正砸坏了只能说明他们钻石有假,没准还要倒赔我钱呢!

在这里,镁客君要及时劝阻有此想法的朋友们,现实和你想的真的不一样!赶紧跳出这个误区!

首先,钻石确实是地球自然形成的物质中硬度最大的,在希腊语中,钻石的名字是Adamant,意思就是坚硬不可侵犯,不可征服,因此,它也一直都被视为勇敢、权力、地位和尊贵的象征。

但是,大自然真的是很公平了,赋予了你最坚硬的一面,同时也赋予了你最脆弱的一面。

钻石拥有如此大的硬度,但它的脆性也是出奇的高,以至于你不用找多坚硬的锤子,使多大的力气,你轻轻一敲,钻石可能就咔擦了!

很多人都有一个思维惯性,平时“鸡蛋碰石头”听得多了,觉得两个物质互相碰撞,肯定是“硬者胜”!

可是事实却并不是这样,锤子敲击钻石的时候,实际上考验的并不是钻石的硬度,而是钻石的脆性!脆性,就是材料在外力作用(拉伸、冲击等)下仅产生很小的变形即断裂破碎的性质。

这也是为什么钻石店里总是铺地毯的原因之一,因为钻石真的比我们想象的要脆弱!

鉴于钻石的价值,应该没有人会真的拿钻石做实验,所以对此好奇的朋友可以拿玻璃和铁板作个实验,玻璃的硬度是6,铁板的硬度是5,但是你用同样的锤子用同样的力气砸它们,玻璃会碎,而铁板不会,这就是因为玻璃虽硬度高于铁板,但是脆性也高于铁扳,韧性也不如铁板强。

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我们看一下钻石也就是金刚石的物理性质,硬度10,居矿物之冠,其绝对硬度在石英(水晶)的1000倍,刚玉(红宝石、蓝宝石)的150倍;解理平行八面体{111},中等;性脆。相对密度3.52。


解理

结晶矿物受力后,有其自身结构的原因造成晶体沿一定结晶方向裂开成光滑平面的性质,称为解理。裂开的光滑面称为解理面。金刚石属于质点面间距相对较大导致结构中质点面间联系力相对较弱的原因。质点间距离如下:平行{111}方向为1.545A;平行{110}方向为1.262A;平行{100}方向为0.892A。其中以平行{111}的质点面间距最大,其联系力相对较弱,因而金刚石具有平行{111}的解理,也就是在受力情况下,容易沿着平行{111}方向裂开。

脆性

矿物的脆性是指矿物受外力作用时易发生脆裂的性质,他与矿物的硬度无关。

自然界绝大多数非金属晶格矿物都具有脆性,如自然硫、萤石、黄铁矿、石榴子石和金刚石等。


锤子一般都是合金,也就是金属,延展性都很好,原子之间距离非常小,这就是它密度大,很重的原因,这也导致它在受力情况下一般不发生裂开,除非受到来自外界很大的力,至少超出人的手臂力量。


所以用锤子砸钻石,钻石会碎,会裂开,但是裂开只破坏了它的晶体外形,并没有让他变成粉末,例如石膏,击打下,就变成粉末。也就是说他裂开了也不能改变他硬度是10的本质,变得在小她也是自然界自然产出的最硬单质物质。


地矿高个子


显然锤子会把钻石砸碎!

很多人会以为钻石是世界上硬度最高的物体,所以比它硬度低得多锤子会砸不碎。但是实际上,钻石硬度大的作用就是它划别的任何东西都可以把别的东西划破。这一点也是地质学上判别两种矿物或岩石硬度的一个常用方法。所以,玻璃刀上面就有钻石,而钻石的硬度达到15,但是玻璃只有7,从而才可以裁玻璃!

但是,一个物体是不是会碎,除了和硬度有关,还和其断裂韧性有关。比如最常用的手机,以前的手机屏幕就很难摔坏,就是因为用的是塑料材质,其断裂韧性比较好。但是要是从硬度来说,当然是现在的玻璃屏幕手机更好,不过由于断裂韧性不好,因而最怕摔。类似的玻璃眼睛和树脂眼镜也是这样的情况。前者硬度高不怕划,后者断裂韧性高不怕摔!


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