金刚石的硬度10是怎么来的？

硬度是指材料抵抗其他物质刻划或压入其表面的能力。在实际应用中，由于测量方法不同，测得的硬度所代表的材料性能也不同。例如，晶体材料使用划痕硬度反映材料抵抗断裂破坏的能力，而金属材料采用的静载压入硬度表征材料抵抗塑性形变的能力，静载压入硬度是在静压下将一硬的物体压入被测材料的表面，以表面压入凹面单位面积上的荷载表示被测物体的硬度。因此，硬度没有统一的定义，各种硬度单位也不同，彼此间没有固定的换算关系。根据试验方法不同，常用的有邵氏硬度、布氏硬度、巴氏硬度、洛氏硬度(硬度计外形如图所示)和维氏硬度、显微硬度、莫氏硬度等。

金刚石是世界上最硬的材料。科学家将材料的莫氏硬度分为10级，1级称为1度。金刚石的硬度为10度，被称为硬度之王！

洛式温度计

材料的硬度 取决于其化学组成和物质结构，离子半径越小，离子电价越高，配位数越小，则结合能越大，抵抗外力刻划和压入的能力就越强，所以硬度就越大。

硬度的尺度有两类，一类是绝对硬度，另一类是相对硬度，如莫氏硬度就是一种相对硬度，它不表示软硬的程度，只表示硬度由小到大的顺序，顺序在后面的材料能划破前面材料的表面。矿物学中通常所称的硬度多是指莫氏硬度，莫氏硬度是表示矿物硬度的一种标准，该方法由德国矿物学教授Mohs'Friedrich1824年创立而命名。确定这一标准的方法是，用棱锥型金刚石钻针刻划矿物的表面而产生划痕，用测得的划痕的深度来表示硬度。通常，以常见的十种矿物作为标准用相互刮擦以区分孰硬孰软，习惯上矿物学或宝石学上都是用莫氏硬度。莫氏硬度计以十种不同硬度的矿物为依据，相应地将硬度由低到高分为十个等级(见下表)：

标准矿物莫氏硬度表

矿物

硬度

相当

滑石

1

石膏

2

指甲

方解石

3

铜币

萤石

4

铁钉

磷灰石

5

小刀

正长石

6

玻璃

石英

7

锉刀

黄玉

8

砂纸

刚玉

9

金刚石

10

各等级之间的差别并非均等。 排在后面的矿物能刻划其前任一种矿物。

金刚石具有稳定的四面体结构，每个碳原子与其邻近四面体各角上排列的原子形成共价键，并且碳原子间的键长较短，这种较短的共价键具有很强的抗变形能力，因而金刚石具有很大的硬度。自从2700多年前被人类首次发现以来，金刚石一直被认为是自然界中最硬的材料。

使用时，用标准矿物与未知硬度的被测量矿物相互刻划。如该矿物能被磷灰石刻划，而不能被萤石刻划，则该矿物的硬度为4~5。没有标准硬度矿物时，也可以用日常用品来测定。如指甲硬度为2.5、硬币为3.5、刀刃为5.5、玻璃为6。大于6以上几乎都应属于宝石之类的矿物。作为宝石，通常都有较高的硬度。如蛋白石的硬度为5.5~6.5,水晶为6.5~7，锌尖晶石为7.5~8。金绿宝石为8.5，蓝宝石和红宝石的硬度为9，仅次于金刚石。

精确的测定矿物硬度还需用显微硬度计或测硬仪完成。如显微硬度计实际上是一台设有加负荷装置的显微镜。金刚石为目前地球上最硬的物质，如下表是金刚石与其他某些硬质材料硬度的对比，金刚石的诺氏硬度大约是石英的8.5倍，刚玉的4.4倍，碳化钨的3.7倍，碳化硼的3.1倍，立方氮化硼的1.56倍。

金刚石与某些硬质材料的硬度比较表

金刚石硬度具有方向性，八面体晶面硬度大于菱形十二面体晶面硬度，菱形十二面体晶面硬度大于六面体晶面硬度。金刚石在空气中的摩擦系数极小，只有0.1左右。因此金刚石的耐磨性和研磨能力是所有磨削材料中最好的。

名企推荐

相信品牌的力量！

▌版权声明：原创文章转载请联系yuanfa312（微信）

如有侵权请联系删除

15713673960（李经理）

17719880059（牛经理）

▌文章投稿：yuanfa312（微信）