Hur kan vissa material vara hårdare än andra?

Alla material består av samma elementarpartiklar, så varför är det skillnad på hur hårda de är?

1 september 2009

Ett materials hårdhet bestäms inte alltid av elementarpartiklarna som allting består av, utan av de kemiska bindningar som verkar inbördes mellan de enskilda atomerna. Ett fast ämne består således av atomer sammanbundna i en regelbunden kristallstruktur. Själva kristallmönstret är olika från material till material, och styrkan hos kristallen bestämmer ämnets hårdhet. Kol är ett bra exempel, för det kan ha olika kristallstrukturer. När de enskilda kolatomerna är helt sammanbundna, utgör kristallen en diamant, som är det hårdaste material vi känner. Just hårdheten har gjort diamant till en eftertraktad smyckesten, för inte ens efter många års användning finns det repor i den. Kol kan även bilda en kristall bestående av tätt ihopbundna atomlager, som i sin tur är löst bundna till grannlagren. Denna kristallform kallas grafit, och här gör de förhållandevis lösa atombindningarna materialet så mjukt att det till exempel kan användas i blyertspennor. Fasta ämnen har dessutom små hål och sprickor i kristallstrukturen, och dessa defekter har ofta en avgörande betydelse för hur hårt materialet är. Genom att tillföra materialet värme kan man flytta runt i strukturen hos de små defekterna. Det utnyttjar man till exempel, när man härdar rostfritt stål genom att värma upp det.

Läs också

Kanske är du intresserad av...

Hittade du inte vad du söker? Sök här: