Av David Kennedy, uppdaterad 24 mars 2022
Jupiterimages/Photos.com/Getty Images
När vi talar om hårdhet syftar vi på ett materials förmåga att motstå repor, deformation och slitage vid hög temperatur. Även om många metaller kan härdas genom legering, sticker en handfull grundämnen och föreningar verkligen ut som de tuffaste kända materialen.
Hårdhet är inte ett enda, absolut mått. Forskare använder flera skalor för att utvärdera hur ett material kan jämföras med andra:
Stål, en legering av järn, kol och andra element, kan konstrueras för exceptionell hårdhet. Att lägga till krom - ett element med en Mohs-betyg på 8,5 - skapar "krom" eller "krom" stål, som är hårdare än den rena metallen själv. Även minimalt krominnehåll ökar dramatiskt styrka, korrosionsbeständighet och hårdhet. Kromplätering, ett tunt skyddande lager, förbättrar ytbeständigheten ytterligare.
Wolframitbaserad volframkarbid 857 (85,7 % WC, 9,5 % Ni, 1,8 % Ta, 1,5 % Ti, 1 % Nb, 0,3 % Cr) rankas 8–9 på Mohs-skalan – fyra gånger hårdare än titan. Detta kompositmaterial är uppskattat för skärverktyg och slitstarka komponenter.
När metaller kombineras med andra grundämnen, blir de resulterande "metalloiderna" eller "keramiska" strukturerna – kända som kovalentbundna fasta ämnen -kan överträffa även diamantens naturliga hårdhet. Rhenium och osmium bildar till exempel borider som är hårdare än stål. Anmärkningsvärt nog kan osmiumdiborid repa naturlig diamant, det tuffaste naturligt förekommande ämnet.
