?Quel est le matériau le plus dur et le plus résistant sur terre
Demandez à n’importe quel connaisseur passionné de science quelle est la substance la plus dure au monde et sa réponse sera sans aucun doute le diamant. Le mot « diamant » a une origine grecque et se lit comme « adames » signifiant la substance incassable. Pendant des décennies, les gens ont utilisé les diamants dans les opérations de taille en raison de leur extrême dureté, en plus d'être un type de bijou très recherché pour les femmes en raison de leur capacité à interagir avec la lumière, mettant en valeur leur beauté. Mais est-ce vraiment le matériau le plus dur au monde. face de la Terre?
Eh bien, si votre réponse est « oui », alors vous avez presque raison. Mais les scientifiques ont découvert un concurrent potentiel, considéré comme plus dur que le diamant.
?Comment mesure-t-on la dureté
En science des matériaux, l’évaluation de la dureté d’un matériau est extrêmement importante et la valeur de dureté peut être mesurée de différentes manières, en fonction de la situation et de l’applicabilité.
Échelle de dureté de Mohs
L'une des échelles de dureté les plus courantes est l'échelle de Mohs, conçue par le scientifique allemand Friedrich Mohs au XIXe siècle. Dans cette échelle, la dureté est définie comme la quantité de résistance que présente le matériau mesuré lorsqu'il tente d'être rayé par un autre matériau. Le score du matériau est enregistré sur une échelle de 0 à 10, 10 indiquant le matériau le moins affecté par les rayures (le matériau le plus dur), et 0 indiquant le matériau le plus affecté (le matériau le moins dur).
Échelle de dureté de Mohs
Sur cette échelle, le diamant a obtenu un score parfait, indiquant clairement qu'il s'agit du matériau naturel le plus résistant aux rayures, tandis que l'acier (connu pour sa dureté) n'a obtenu que quatre degrés et demi!
Tous les chercheurs n’ont pas accepté de mesurer la valeur de la dureté en tant que résistance aux rayures uniquement, et ils ont cherché une autre façon de mesurer la dureté, développant finalement une technique alternative pour évaluer la dureté.
Essai de dureté Vickers
Dans ce test, un corps solide en forme de pyramide appelé pénétrateur est utilisé. Le corps est pressé contre le matériau testé avec une certaine force et pendant une période spécifique. Ensuite, la surface créée sur le matériau par le corps de la pyramide est mesurée.
Toujours selon ce test, le diamant était le plus dur sur Terre.
?Qu'est-ce qui rend un diamant solide
La réponse réside dans la structure moléculaire de cet élément brillant, constitué de cinq atomes de carbone qui partagent des électrons sous la forme d’une structure en réseau tétraédrique. La liaison entre les atomes de carbone est très forte et difficile à rompre à des températures normales.
Le diamant est une structure tétraédrique de carbone
La légende du diamant invincible
Après avoir lu ceci, vous aurez peut-être l’impression que les diamants sont imbattables, mais ce n’est pas vrai. À haute température, les diamants deviennent faibles.
Lorsque le diamant est chauffé à une température supérieure à 800 degrés Celsius, ses propriétés chimiques et physiques changent et il devient sensible à une réaction chimique avec le fer, ce qui en fait un matériau indésirable dans le processus de fabrication de l'acier.
Les scientifiques ont essayé de trouver des matériaux alternatifs offrant une meilleure stabilité chimique. En 2009, des chercheurs de l’Université Jiao Tong de Shanghai et de l’Université du Nevada ont affirmé avoir découvert deux substances susceptibles de remplacer le diamant en tant que matériau le plus dur.
Nitrure de bore wurtzite w-BN
La structure du nitrure de bore est similaire à celle du diamant, mais elle est principalement constituée d’atomes de bore et d’azote, ainsi que d’atomes de carbone. Cet élément est extrêmement rare et n’est trouvé qu’à la suite de certains types d’éruptions volcaniques.
Dans une simulation réalisée en 2009 par des chercheurs de la structure hexagonale wurtzite du nitrure de bore, ils ont découvert qu'elle est 18 % plus dure que l'acier et chimiquement plus stable que le diamant à haute température.
Lonsdalite
Il est constitué uniquement d'atomes de carbone, comme le diamant, mais avec une structure différente, et est considéré comme plus dur que le quartzite au nitrure de bore.
Il est intéressant de noter que la lonsdalite est une substance cosmique résultant de la collision d’une météorite riche en graphite avec la Terre.
Les tests Vickers ont montré que la lonsdalite est 58 % plus dure que le diamant, ce qui en fait le matériau le plus dur connu sur Terre.
Mais il y a un problème!
Les affirmations ci-dessus sont basées sur un programme de simulation informatique et aucun test physique n'a été effectué pour confirmer les résultats de la simulation en raison de la difficulté de trouver ces matériaux.
Cependant, les simulations indiquent que ces matériaux ont une bonne stabilité chimique et thermique, et que leur production industrielle de masse pourrait changer la donne, et que leur stabilité à haute température les rend utiles pour les vols spatiaux.
Généralement, les chercheurs tentent de trouver un substitut au diamant, mais celui-ci s’est essentiellement formé en étant soumis à la pression de tonnes de roche, on peut donc dire qu’il est habitué à gérer la pression.
Source : sites Internet