Самый легкий материал в мире. Самые твердые материалы: виды, классификация, характеристики, интересные факты и особенности, химические и физические свойства Легкий крепкий листовой материал
Легкий и прочный материал по весу, как алюминий, но почти в 25 раз более прочный за счет применения нанотрубок нитрида бора.
Описание:
композитный материал на основе алюминия. Он такой же легкий, как алюминий, но почти в 25 раз более прочный, что позволяет сопоставлять его со сталью . Упрочение производится при помощи нанотрубок нитрида бора.Нанотрубки из нитрида бора являются структурными аналогами углеродных нанотрубок . Нитрид бора (химическая формула: BN)- бинарное соединение бора и азота. Нитрид бора, так же как и углерод, может образовывать листы толщиной в один атом, которые скатываются в цилиндры для создания нанотрубок.
Нанотрубки нитрида бора. Масштабная линейка – 1 микрометр:
Виды композитов:
– нанокомпозиты, созданные путем напыления металла на нанотрубки;
– тонкая лента, которая выглядит как обычная алюминиевая, но в нее внедрены наноструктуры. Прочность этих структур превышает сталь в 50 раз.
Преимущества нанотрубок из нитрида бора:
– прямые, эластичные, их расположением легче управлять, добиваясь равномерной и соответственно более прочной текстуры материала;
– по сравнению с углеродными нанотрубками более стабильны при высоких температурах;
– могут быть использованы для экранирования нейтронного и ультрафиолетового излучения;
– обладают пьезоэлектрическими свойствами – могут генерировать электрический заряд при растяжении;
– нитрид бора химически пассивен, он слабо реагирует с кислотами и растворами.
Преимущества материала:
– техника, изготовленная с применением легкого и прочного материала, станет легче, сохранив при этом остальные важные качества;
– сокращение расхода топлива при перевозке деталей из легкого и прочного материала, увеличение дальности передвижения и объемов перевозимых грузов.
Легкий и прочный материал может применяться:
– в самолетостроении;
– в машиностроении;
– в строительстве разной степени сложности;
– в биомедицине и др.
Листовые строительные материалы представляют собой плиты, которые имеют определенные размеры, выполненные из разных материалов путем применения различных технологий. Применяются листовые материалы как при строительстве, так и в отделочных работах. Помимо этого, листовой материал может быть использован для возведения перегородок или для воплощения разнообразных идей дизайнера. Работа с данным строительным материалом не представляет особой сложности, а правильная его обработка обеспечит минимальное количество мусора в процессе выполнения строительных работ. Монтаж листов к потолку или стене осуществляется с применением специальной обрешетки, которая изготавливается из металлического профиля или деревянного бруса. Крепеж выполняют на саморезы. Укладка листовых материалов на пол выполняется при помощи специального строительного клея.
Ниже рассмотрены основные виды листовых строительных материалов.
Древесноволокнистая плита )
Древесноволокнистая плита ) или оргалит - спрессованные под воздействием высокой температуры опилки и мелкая деревянная стружка с применением специальной добавки для склейки. Добавка служит связующим компонентом, содержание которой довольно низкое. Данный фактор относит ДВП к экологически чистым строительным материалам. ДВП относится к материалам, которые могут использоваться в помещениях с невысокой влажностью. Его нельзя применять во влажных помещениях. Наиболее часто применяют для выравнивания пола и стен, а так же при производстве мебели. Листы имеют толщину 3,2-5 мм.
Древесно-слоистая плита (фанера) - материал, имеющий в основе деревянный шпон. Особенность этого вида листового материала в том, что, слои шпона укладываются перпендикулярно, относительно друг друга, и соединяются путем прессования с введением связующего компонента. Материал имеет высокую прочность, гигроскопичен. Используется для изготовления мебели, строительстве стен и основы под напольное покрытие. Фанерный лист имеет толщину от 4 до 24 мм.
Плита ориентировано -стружечная (ОSB )
Плита ориентировано -стружечная (ОSB ) - изготавливается из тонких щепок длинной до 150 мм путем прессования, с введением дополнительных компонентов. В качестве компонентов выступают смолы, борная кислота, синтетический воск. Относится к довольно прочным видам листовых стройматериалов. Используют при выполнении кровельных работ, при строительстве каркасно-щитовых домов. Один лист имеет толщину 9-10 мм. ОСБ бывают трех типов: лакированная, ламинированная и шпунтированная.
Гипсокартонный лист )
Гипсокартонный лист ) - самый распространенный листовой материал, основой которого служит гипс, оклеенный с двух сторон картоном. Применяют его как в сфере строительства, так и при отделке отдельных помещений. Лист имеет толщину 7-12 мм. Выделяют несколько видов гипсокартонных листов: влаго-огнестойкий (ГКЛВО), огнестойкий (ГКЛО), влагостойкий (ГКЛВ), обычный (ГКЛ). Наиболее часто применяют при строительстве перегородок и подвесных конструкций потолка, а так же для выравнивания стен.
Гипсоволокнистый лист )
Гипсоволокнистый лист ) - строительный материал, в состав которого входит гипс с распущенной целлюлозной макулатурой. Отличается от ГКЛ повышенной прочностью. Сфера применения - сухая стяжка пола, создание межкомнатных перегородок, подвесного потолка. ГВЛ прост в применении и легко поддается финишной обработке. Лист имеет толщину 10-12,3 мм.
Стекломагниевый лист )
Стекломагниевый лист ) - листовой отделочный материал, в основе которого используют магнезиальное вяжущее. Высокий показатель прочности, звукоизоляции, эластичен. Относится к огнеупорным листовым материалам. Поддается финишной и механической обработке. Применяют во влажных помещениях в качестве основы под напольное покрытие, в качестве облицовочного материала для потолка, при выравнивании стен, для устройства межкомнатных перегородок.
Плита древесноволокнистая (МДФ)
Плита древесноволокнистая со средней плотностью (или аббревиатура от Medium Density Fibreboard) - изготавливается прессованием древесной стружки (сухой метод) под высоким давлением и температурой. В качестве клеевого состава применяются карбидные смол. Используют при отделки мебели, устройстве межкомнатных дверей, в качестве декоративной отделки.
Плита древесно -стружечная )
Плита древесно -стружечная ) - материал, изготовленный из стружки древесины крупного размера, соединенный при помощи клея, под воздействием пресса. Данный строительный материал легко обрабатывается, а также имеет небольшую стоимость, в сравнение с другими листовыми материалами. Из ДСП изготавливают, панели для отделки внутри помещения. Минусом является то, что при монтаже достаточно сложно использовать крепёжные элементы. Саморезы и шурупы прикручиваются плохо.
Гипсостружечная плита )
Гипсостружечная плита ) — прочный материал, изготовленный прессованием гипса с древесной стружкой без применения клея и смол. Полусухой способ производства включает в себя добавление воды и равномерное нанесение стружки по всей площади поверхности. Это выполняется с целью увеличения несущей способности конструкции. ГСП относится к экологичным, безопасным строительным материалам. Плотность листа составляет 1250 кг/м3. Применяют при облицовки внутренних стен, потолка, пола, устройстве межкомнатных перегородок. Сочетание гипса и древесной стружки в ГСП обеспечивает материалу такие свойства, как: хорошая звукоизоляция (до 32-35 дБ), поддержание баланса влагообмена в помещении, удароустойчивость, негорючесть, высокопрочность. Лицевая сторона плиты имеет светлую и гладкую поверхность. Толщина листа 8-12 мм. Различают следующие типы ГСП: обычная и влагостойкая (ГСПВ).
Читайте подробнее про ГСП: Применение, особенности работы и характеристики гипсостружечных плит (ГСП)
Цементно -стружечная плита )
Цементно -стружечная плита ) - высокопрочный, влагоустойчивый строительный продукт, изготавливается путем соединения цемента с тонкой древесной стружкой. Дополнительным компонентом является химическая добавка, которая снижает вредное воздействие стружки на цемент. Данный материал отличается своей долговечностью, имеет хорошие звуко- и теплоизоляционные свойства. Перечисленные факторы позволяют применять плиты в качестве материала для обшивки стен, как внутри, так и снаружи здания в различных условиях климата. ЦСП легок в работе и обработке, как и дерево. Правда в отличие от последнего ЦСП не подвержен влиянию насекомых, грызунов, грибковых бактерий. Цемент обеспечивает хорошую сопротивляемость воспламенению. А древесная стружка не дает плите растрескиваться от мороза или высокой температуры воздуха.
Аквапанель
Аквапанель - влагостойкий, листовой, композитный материал, основой которого служит цемент (без примеси асбеста) и сетчатая стеклоткань. В качестве добавки применяется минеральный заполнитель - керамзит мелкой фракции, выполняющий роль «сердечника». Стеклоткань укладывается равномерным слоем на всю поверхность панели. Края строительного материала имеют округлую форму. Продукт относится к экологически безопасным, за счет отсутствия в составе асбеста и органических веществ. Сфера применения - выполнение отделочных работ внутри и снаружи помещения (фасады, облицовки, перегородки). Плита имеет высокую устойчивость к механическим воздействиям и высоким показателям влажности воздуха, поэтому в процессе эксплуатации не будет деформироваться. Материал не подвержен гниению. Края аквапанели обрезаются, а кромки усиливаются. Толщина листового материала составляет 12,5 мм.
Читайте подробнее про Аквапанели: Применение аквапанелей, особенности работы и технические характеристики
Асбестовый картон (Асбокартон) - строительный материал, который изготавливается на основе волокна хризолитового асбеста, с добавлением связующего компонента (крахмала). Данный вид листового материала относится к огнестойким, обладает изоляционными свойствами, высокой механической прочностью, щелочестойкостью, долговечностью. Листы асбокартона применяются для огнезащиты и теплоизоляции, для уплотнения стыков аппаратуры и коммуникаций. Выделяют три его типа: КАОН-1, КАОН-2 — общего назначения; КАП — прокладочный. Способ укладки на изолируемую поверхность не требует специальных навыков работы и использования специальных инструментов. Толщина листового материала составляет 1,3-10 мм в зависимости от типа.
Асбестоцементная электротехническая доска ) - листовой материал, в основе которого цемент. Представляет собой прочную доску или плиту. Этот вид листового материала имеет повышенную термостойкость и стойкость к высокому напряжению. Используется АЦЭИД в качестве отделочного материала для печей, для изготовления электрических щитов, ограждений электропечей и т.п. То есть там, где необходима высокая прочность и защита от высокого напряжения. Также используют при отделке фасада здания, создание строительных перегородок. Используется как звукоизоляционный материал. Почти не пропускает воду и электрический ток. Используется как основание для электрических машин и аппаратов, при производстве тигельных и индукционных печей, корпусов для дугогасильных камер. Толщина ацеида может быть от 6 до 40 мм. Требуется специальный инструмент для его резки.
Читайте подробнее про Ацэид: Свойства и область применения асбестоцементной доски (Ацэид)
Эмалированное стекло (ЭМАЛИТ , СТЕМАЛИТ )
Эмалированное стекло (ЭМАЛИТ , СТЕМАЛИТ ) - устойчивое к агрессивным средам (кислотам, щелочам) стекло, покрытое с одной стороны эмалированной краской. Краска различного цвета наносится на стеклянную поверхность, после чего выполняется ее закалка. Продукт не подвержен воздействию высокой влажности, имеет физическую стойкость к стираниям (царапинам), обладает механической прочностью. Довольно широко применяется в фасадном и интерьерном остеклении, в качестве функционального или декоративного элемента. Используется в облицовке зданий (внутри и снаружи); производстве оборудования, мебели, стеновых панелей, цельностеклянных дверей; устройство межкомнатных перегородок.
Читайте подробнее про эмалированное стекло: Эмалированное стекло (Стемалит)
Заключение. В статье представлены основные виды и характеристики листовых материалов применяемых при строительстве и ремонте, а также указана область наибольшего его применения и способы обработки каждого из описанных выше видов.
Каждый из вас знает, что эталоном твердости на сегодня так и остается алмаз. При определении механической твердости существующих на земле материалов твердость алмаза берется как эталон: при измерениях методом Мооса – в виде поверхностного образца, методами Виккерса или Роквелла – в качестве индентора (как более твердое тело при исследовании тела с меньшей твердостью). На сегодняшний день можно отметить несколько материалов, твердость которых приближается к характеристикам алмаза.
Сравниваются в данном случае оригинальные материалы, исходя из их микротвердости по методу Виккерса, когда материал считается сверхтвердым при показателях в более 40 ГПа. Твердость материалов может изменяться, в зависимости от характеристик синтеза образца или направления приложенной к нему нагрузки.
Колебания показателей твердости от 70 до 150 ГПа – общеустановленное понятие для твердых материалов, хотя эталонной величиной принято считать 115 ГПа. Давайте рассмотрим 10 самых твердых материалов, кроме алмаза, которые существуют в природе.
10. Субоксид бора (B 6 O) - твердость до 45 ГПа
Субоксид бора обладает способностями создавать зерна, имеющие форму икосаэдров. Образованные зерна при этом не являются обособленными кристаллами или разновидностями квазикристаллов, представляя собой своеобразные кристаллы-двойники, состоящие из двух десятков спаренных кристаллов-тетраэдров.
10. Диборид рения (ReB 2) - твердость 48 ГПа
Многие исследователи ставят под сомнение вопрос, может ли этот материал причисляться к материалам сверхтвердого типа. Это вызвано весьма необычными механическими свойствами соединения.
Послойное чередование разных атомов делает этот материал анизотропным. Поэтому измерение показателей твердости получаются разными при наличии разнотипных кристаллографических плоскостей. Таким образом, испытаниями диборида рения при малых нагрузках обеспечивается твердость в 48 ГПа, а при увеличении нагрузки твердость становится намного меньше и составляет приблизительно 22 ГПа.
8. Борид магния-алюминия (AlMgB 14) - твердость до 51 ГПа
Состав представляет собой смесь алюминия, магния, бора с невысокими показателями трения скольжения, а также высокой твердостью. Эти качества могли бы стать находкой для производства современных машин и механизмов, работающих без смазки. Но использование материала в такой вариации пока что считается непомерно дорогим.
AlMgB14 - специальные тоненькие пленки, создающиеся при помощи лазерного напыления импульсного типа, имеют способность обладать микротвердостью до 51 ГПа.
7. Бор-углерод-кремний - твердость до 70 ГПа
Основа такого соединения обеспечивает сплаву качества, подразумевающие оптимальную устойчивость к химическим воздействиям негативного типа и высокой температуре. Такой материал обеспечивается микротвердостью до 70 ГПа.
6. Карбид бора B 4 C (B 12 C 3) - твердость до 72 ГПа
Еще один материал – карбид бора. Вещество достаточно активно стало использоваться в разных сферах промышленности практически сразу же после его изобретения в 18 веке.
Микротвердость материала достигает 49 ГПа, но доказано, что и этот показатель можно увеличить посредством добавления ионов аргона в строение кристаллической решетки – до 72 ГПа.
5. Нитрид углерода-бора - твердость до 76 ГПа
Исследователи и ученые со всего мира давно пытаются синтезировать многосложные сверхтвердые материалы, в чем уже были достигнуты ощутимые результаты. Компонентами соединения являются атомы бора, углерода и азота – близкие по размерам. Качественная твердость материала доходит до 76 ГПа.
4. Наноструктурированный кубонит - твердость до 108 ГПа
Материал еще называется кингсонгитом, боразоном или эльбором, а также обладает уникальными качествами, успешно используемыми в современной промышленности. При показателях твердости кубонита в 80-90 ГПа, близких к алмазному эталону, сила закона Холла-Петча способна обусловить их значительный рост.
Это означает, что при уменьшении размеров кристаллических зерен увеличивается твердость материала – существуют определенные возможности увеличения до 108 ГПа.
3. Вюртцитный нитрид бора - твердость до 114 ГПа
Вюрцитная кристаллическая структура обеспечивает высокие показатели твердости данному материалу. При локальных структурных модификациях, во время приложения нагрузки конкретного типа, связи между атомами в решетке вещества перераспределяются. В этот момент качественная твердость материала становится больше на 78 %.
Лонсдейлит является аллотропной модификацией углерода и отличается явной схожестью с алмазом. Обнаружен твердый природный материал был в метеоритном кратере, образовавшись из графита – одного из компонентов метеорита, однако рекордной степенью прочности он не обладал.
Учеными было доказано еще в 2009 году, что отсутствие примесей способно обеспечить твердость, превышающую твердость алмаза. Высокие показатели твердости способны обеспечиваться в этом случае, как и в случае с вюртцитным нитридом бора.
Полимеризованный фуллерит считается в наше время самым твердым материалом, известным науке. Это структурированный молекулярный кристалл, узлы которого состоят из целых молекул, а не из отдельных атомов.
Твердость фуллерита составляет до 310 ГПа, и он способен поцарапать алмазную поверхность, как обычный пластик. Как видите, алмаз это больше не самый твёрдый природный материал в мире, науке доступны более твердые соединения.
Пока это самые твердые материалы на Земле, известные науке. Вполне возможно, в скором времени нас ждут новые открытия и прорыв в области химии/физики, что позволит добиться более высокой твердости.
Самый легкий материал в мире January 8th, 2014
Если вы следите за новинками в мире современных технологий, то данный материал не будет для вас большой новостью. Тем не менее, рассмотреть более детально самый легкий материал в мире и узнать еще немного подробностей полезно.
Менее года назад звание самого легкого в мире материала получил материал под названием аэрографит. Но этому материалу не получилось долго удерживать пальму первенства, ее не так давно перехватил другой углеродный материал под названием графеновый аэрогель. Созданный исследовательской группой лаборатории Отдела науки о полимерах и технологиях университета Чжэцзяна (Zhejiang University), которую возглавляет профессор Гэо Чэо (Gao Chao), сверхлегкий графеновый аэрогель имеет плотность немного ниже плотности газообразного гелия и чуть выше плотности газообразного водорода.
Аэрогели, как класс материалов, были разработаны и получены в 1931 году инженером и ученым-химиком Сэмюэлем Стивенсом Кистлером (Samuel Stephens Kistler). С того момент ученые из различных организаций вели исследования и разработку подобных материалов, невзирая на их сомнительную ценность для практического использования. Аэрогель, состоящий из многослойных углеродных нанотрубок, получивший название «замороженный дым» и имевший плотность 4 мГ/см3, потерял звание самого легкого материала в 2011 году, которое перешло к материалу из металлической микрорешетки, имеющему плотность 0.9 мГ/см3 . А еще год спустя звание самого легкого материала перешло к углеродному материалу под названием аэрографит , плотность которого составляет 0.18 мг/см3.
Новый обладатель звания самого легкого материала, графеновый аэрогель, созданный командой профессора Чэо, имеет плотность 0.16 мГ/см3. Для того, чтобы создать столь легкий материала ученые использовали один из самых удивительных и тонких материалов на сегодняшний день — графен. Используя свой опыт в создании микроскопических материалов, таких, как «одномерные» графеновые волокна и двухмерные графеновые ленты, команда решила добавить к двум измерениями графена еще одно измерение и создать объемный пористый графеновый материал.
Вместо метода изготовления по шаблону, в котором используется материал-растворитель и с помощью которого обычно получают различные аэрогели, китайские ученые использовали метод сублимационной сушки. Сублимационная сушка коолоидного раствора, состоящего из жидкого наполнителя и частиц графена, позволила создать углеродистую пористую губку, форма которой почти полностью повторяла заданную форму.
«Отсутствие потребности использования шаблонов размеры и форма создаваемого нами углеродного сверхлегкого материала зависит только от формы и размеров контейнера» — рассказывает профессор Чэо, — «Количество изготавливаемого аэрогеля зависит только от величины контейнера, который может иметь объем, измеряемый тысячами кубических сантиметров».
Получившийся графеновый аэрогель является чрезвычайно прочным и упругим материалом. Он может поглотить органические материалы, в том числе и нефть, по весу превышающие в 900 раз его собственный вес с высокой скоростью поглощения. Один грамм аэрогеля поглощает 68.8 грамма нефти всего за одну секунду, что делает его привлекательным материалом для использования в качестве поглотителя разлитой в океане нефти и нефтепродуктов.
Помимо работы в качестве поглотителя нефти графеновый аэрогель имеет потенциал для использования в системах аккумулирования энергии, в качестве катализатора для некоторых химических реакциях и в качестве наполнителя для сложных композитных материалов.
Под определением прочность подразумевается способность материалов не поддаваться разрушению в результате воздействия внешних сил и факторов, приводящих к внутреннему напряжению. У материалов, обладающих высокой прочностью, широкая область применения. В природе существую не только твердые металлы и прочные породы древесины, но и искусственно созданные высокопрочные материалы. Многие люди уверены в том, что самый прочный материал в мире – это алмаз, но так ли это в действительности?
Общая информация:
Дата открытия – начало 60-х годов;
Первооткрыватели – Сладков, Кудрявцев, Коршак, Касаткин;
Плотность – 1,9-2 г/см3.
В недавнем времени научные сотрудники из Австрии завершили работу по налаживанию устойчивого изготовления карбина, являющегося аллотропной формой углерода на основе sp-гибридизации углеродных атомов. Показатели его прочности в 40 раз превзошли показатели алмаза. Информация об этом была размещена в одном из номеров научного печатного периодического издания “Nature Materials”.
После тщательного изучения его свойств, ученые пояснили, что по прочности он не сравнится ни с одним ранее открытым и изученным материалом. Тем не менее в процессе производства возникли значительные трудности: структура карбина образована из атомов углерода, собранных в длинные цепочки, в результате чего он начинает разрушаться в процессе изготовления.
Для устранения выявленной загвоздки, физики из общественного университета в Вене создали специальное защитное покрытие, в котором и синтезировался карбин. В качестве защитного покрытия использовались слои графена, положенные друг на друга и свернутые в «термос». Пока физики прилагали все усилия для достижения стабильных форм, они выяснили, на электрические свойства материала влияет протяженность атомной цепочки.
Извлекать карбин из защитного покрытия без повреждений исследователи так и не научились, поэтому изучение нового материала продолжается, руководствуются ученые только лишь относительной устойчивостью атомных цепочек.
Карбин – малоизученная аллотропная модификация углерода, первооткрывателями которой стали советские ученые-химики: А.М.Сладков, Ю.П.Кудрявцев, В.В.Коршак и В.И.Касаточкин. Информация о результате проведения опыта с подробным описанием открытия материала в 1967 году появилась на страницах одного из крупнейших научных журналов – «Доклады академии наук СССР». Спустя 15 лет в американском научном журнале «Science» появилась статья, поставившая под сомнение результаты, которые получили советские химики. Выяснилось, что присвоенные малоизученной аллотропной модификации углерода сигналы могли быть связаны с присутствием примесей силикатов. С годами подобные сигналы обнаружили в межзвездном пространстве.
Общая информация:
Первооткрыватели – Гейм, Новоселов;
Теплопроводность – 1 ТПа.
Графен представляет собой двумерную аллотропную модификацию углерода, в которой атомы объединены в гексагональную решетку. Несмотря на высокую прочность графена, толщина его слоя составляет 1 атом.
Первооткрывателями материала стали русские физики, Андрей Гейм и Константин Новоселов. В своей стране ученые не заручились финансовой поддержкой и приняли решение о переезде в Нидерланды и Соединенное Королевство Великобритании и Северной Ирландии. В 2010 году ученым присудили Нобелевскую премию.
На листе графена, площадь которого равняется одному квадратному метру, а толщина – одному атому, свободно держатся предметы массой до четырех килограмм. Помимо того, что графен высокопрочный материал, он еще и очень гибкий. Из материала с такими характеристиками в будущем можно будет плести нити и другие веревочные структуры, не уступающие в прочности толстому стальному канату. При определенных условиях материал, открытый русскими физиками, может справляться с повреждениями в кристаллической структуре.
Общая информация:
Год открытия – 1967;
Цвет – коричнево-желтый;
Измеренная плотность – 3,2 г/см3;
Твердость – 7-8 единиц по шкале Мооса.
Структура лонсдейлита, обнаруженного в воронке метеорита, схожа с алмазом, оба материала – это аллотропные модификации углерода. Вероятнее всего, в результате взрыва графит, являющийся одним из компонентов метеорита, и превратился в лонсдейлит. На момент обнаружения материала ученые не отметили высоких показателей твердости, тем не менее, было доказано, если в нем не будет примесей, то он ничем не будет уступать высокой твердости алмаза.
Общая информация о нитриде бора:
Плотность – 2,18 г/см3;
Температура плавления – 2973 градуса по Цельсию;
Кристаллическая структура – гексагональная решетка;
Теплопроводность – 400 Вт/(м×К);
Твердость – меньше 10 единиц по шкале Мооса.
Основные отличия вюрцитного нитрида бора, представляющего собой соединение бора с азотом, заключаются в термической и химической стойкости и огнеупорности. Материал может быть разной кристаллической формы. К примеру, графитная самая мягкая, но при этом стабильная, именно она используется в косметологии. Сфалеритная структура в кристаллической решетке подобна алмазам, но уступает по показателям мягкости, обладая при этом лучшей химической и термической стойкостью. Такие свойства вюрцитного нитрида бора позволяют использовать его в оборудовании для высокотемпературных процессов.
Общая информация:
Твердость – 1000 Гн/м2;
Прочность – 4 Гн/м2;
Год открытия металлического стекла – 1960.
Металлическое стекло – материал с высоким показателем твердости, неупорядоченной структурой на атомарном уровне. Основное отличие структуры металлического стекла от обычного – высокая электропроводность. Получают такие материалы в результате твердотельной реакции, быстрого охлаждения или ионного облучения. Ученые научились изобретать аморфные металлы, показатели прочности которых в 3 раза больше, чем у стальных сплавов.
Общая информация:
Предел упругости – 1500 Мпа;
KCU – 0,4-0,6 МДж/м2.
Общая информация:
Ударная вязкость КСТ – 0,25-0,3 МДж/м2;
Предел упругости – 1500 Мпа;
KCU – 0,4-0,6 МДж/м2.
Мартенситно-стареющие стали – сплавы железа, обладающие высокой прочностью при ударах, при этом не теряющие тягучести. Несмотря на такие характеристики, материал не держит режущую кромку. Полученные путем термообработки сплавы – это низкоуглеродистые вещества, берущие прочность от интерметаллидов. В состав сплава входит никель, кобальт и другие карбидообразующие элементы. Данная разновидность высокопрочной, высоколегированной стали легко поддается обработке, связано это с небольшим содержанием в ее составе углерода. Материал с такими характеристиками нашел применение в аэрокосмической области, его используют в качестве покрытия ракетных корпусов.
Осмий
Общая информация:
Год открытия – 1803;
Структура решетки – гексагональная;
Теплопроводность – (300 К) (87,6) Вт/(м×К);
Температура плавления – 3306 К.
Блестящий металл голубовато-белого цвета, обладающий высокой прочностью, принадлежит к платиноидам. Осмий, обладая высокой атомной плотностью, исключительной тугоплавкостью, хрупкостью, высокой прочностью, твердостью и стойкостью к механическим воздействиям и агрессивному влиянию окружающей среды, широко применяется в хирургии, измерительной технике, химической отрасли, электронной микроскопии, ракетной технике и электронной аппаратуре.
Общая информация:
Плотность – 1,3-2,1 т/м3;
Прочность углеродного волокна – 0,5-1 ГПа;
Модуль упругости углеродного высокопрочного волокна – 215 Гпа.
Углерод-углеродные композиты – материалы, которые состоят из углеродной матрицы, а она в свою очередь армирована углеродными волокнами. Основные характеристики композитов – высокая прочность, гибкость и ударная вязкость. Структура композиционных материалов может быть как однонаправленной, так и трехмерной. Благодаря таким качествам композиты широко используются в различных областях, включая и аэрокосмическую отрасль.
Общая информация:
Официальный год открытия паука – 2010;
>Ударная вязкость паутины – 350 МДж/м3.
Впервые паука, плетущего сети огромных размеров, обнаружили неподалеку от Африки, на островном государстве Мадагаскар. Официально этот вид пауков открыли в 2010 году. Ученых, прежде всего, заинтересовали паутины, сплетенные членистоногим. Диаметр кругов на несущей нити может доходить до двух метров. Показатели прочности паутины Дарвина превышают показатели прочности синтетического кевлара, используемого в авиационной и автомобильной промышленности.
Общая информация:
Теплопроводность – 900-2300 Вт/(м×К);
Температура плавления при давлении 11 Гпа – 3700-4000 градусов по Цельсию;
Плотность – 3,47-3,55 г/см3;
Показатель преломления – 2,417-2,419.
Алмаз в переводе с древнегреческого означает «несокрушимый», однако ученые открыли еще 9 элементов, превосходящих его по показателям прочности. Несмотря на бесконечное существование алмаза в обычной среде, при высокой температуре и инертном газе он может превратиться в графит. Алмаз – эталонный элемент (по шкале Мооса), обладающий одним из самых высоких показателей твердости. Для него, как и для многих драгоценных камней, характерна люминесценция, позволяющая блестеть при попадании на него солнечных лучей.