鉆石裂痕(超時空要塞鉆石裂痕)

鉆石為什么能被錘子一錘擊碎？這是巧合嗎？作為自然界最為堅硬的物體，鉆石的莫氏硬度達到了10，而鐵的莫氏硬度只在4~4.5之間。可能你覺得這樣聽起來，差距好像并不大，但這里的莫氏硬度并不是硬度的具體數(shù)值，而是一種等級，最高級別為10的物體，絕對堅硬數(shù)值為1500。鐵的絕對硬度數(shù)值則只有21到35，所以從硬度來看，鉆石是鐵的40倍，這也是很多人不愿意相信，鐵能擊碎鉆石的原因，那真相真的是這樣嗎？

其實問題恰恰就出在這，你所理解的硬度并非真正的硬度，在物理學上，我們把材料在局部的抗擠壓能力叫做硬度，而越硬的東西并不代表越堅固，動作電影里用拳頭擊碎玻璃的場景就是最好的證明，為什么會這樣呢？

因為一個物體的脆與否與硬度無關，而與脆度有關，如果說碳的正四面體結構給予了鉆石超強硬度，那么這樣的結構同樣也給予了鉆石極大的脆性，組成鉆石的碳原子本身有四個電子，而碳與碳之間的孤價電子會進行兩兩配對，形成一個共價鍵。于是碳原子就會形成四個共價鍵，達到八電子穩(wěn)定狀態(tài)，每五個碳原子會形成一個正八面體結構，這種結構雖然極其穩(wěn)定但是卻并非沒有缺點。

在顯微鏡下不斷地轉動鉆石晶體，我們會發(fā)現(xiàn)鉆石內部其實是分層的，也就是說層與層之間的碳碳共價鍵很少，所以一旦外力將鉆石擊出一個很小的裂痕，整個鉆石就會分崩離析，在物理學上把這種現(xiàn)象叫“解理”。現(xiàn)代工藝就利用鉆石的這種特性發(fā)展出了切割工藝，鉆石制品也因此更加多樣化。

其實，鉆石整體的脆性雖然很高，但是鉆石尖端卻具有極高的強度，物理學家在實驗室為了模擬地球中心，或是其他星體內部的極端壓力，往往會用一顆鉆石的尖端去擠壓另一顆的尖端，這樣在亞毫米大小的空間內，物理學家最多就能得到相當于770萬個大氣壓的巨大壓強。明白了這一點，當你把鉆石的尖端朝上，再次用錘子用力敲打鉆石，你就會發(fā)現(xiàn)它只是彈起來了，并沒有破碎。

而這種現(xiàn)象的產生還是和鉆石的結構有關，前面我們說每五個碳原子就會構成一個正八面體結構，在化學上我們將其稱之為晶胞，當晶胞上的任何一個碳原子受到外力沖擊時，外力就會順著正八面體的結構傳給其他幾個原子，這樣的話壓力就被很好地分散開來了。于是乎，砸向鉆石尖端的外力由于被很好地分散了，所以它最后也只是跳了起來。截止到目前，我們還未發(fā)現(xiàn)比鉆石結構更加穩(wěn)定的結構，所以在硬度和抗壓強度方面真的沒有什么東西能超過它。