ダイヤモンドを超える弾性の物質 40
ストーリー by mhatta
バリカタじゃ甘いのでハリガネにしてね 部門より
バリカタじゃ甘いのでハリガネにしてね 部門より
New Scientist記事より。ワシントン州立大学のT. Jaglinski、ドイツ・ルール大学ボーフム校のD. Kochmann、ウィスコンシン大学マディソン校のD. StoneとR. S. Lakesから成る研究者グループは、融解させた錫にBaTiO3 セラミックスを分散させて冷却することで金属基複合材料を作り、そのヤング率を測定した。
さまざまな温度条件下での測定を行い、58度から59度ではダイヤモンドを超える弾性係数が測定された。10倍近い数値となることもあったという。
チタン酸バリウムは錫のマトリックスの中で、体積変化を起こす結晶構造の変化を伴う転移の途中の状態にあり、それによりひずみエネルギーが吸収されることでこのような高い弾性を示すのだそうだ。
この研究成果はScience誌 Vol.315に掲載された
ダイヤモンドは永遠の輝き (スコア:4, おもしろおかしい)
Re:ダイヤモンドは永遠の輝き (スコア:3, おもしろおかしい)
# 58度から59度でヤング率が低いのでAC
Re:ダイヤモンドは永遠の輝き (スコア:1, 興味深い)
ダイヤモンドは硬度では高いということで有名な物質だけど、
弾性のほうはそんな特別な値じゃないんじゃないの?
良くある「ビタミンCがレモンの10倍!」(でもレモンは一番ビタミンCを
含んでいる食物ってわけでもない)的な無意味スケールじゃないの?
Re:ダイヤモンドは永遠の輝き (スコア:5, 参考になる)
英語版のWikipediaによると
アルミ 69GPa
純チタン 100GPa
鉄(Steel) 190-210GPa
タングステン 400-410GPa
タングステンカーバイト 450-650GPa
シングルカーボンなのチューブ 1000GPa
ダイアモンド 1050-1200GPa
なので、ダイアモンドは十分に弾性が大きい(歪みにくい)物質です。
靭性がどの程度かによって応用分野の広がりが変わってくるので
このあたりの物性も示してほしかったですね。
Re:ダイヤモンドは永遠の輝き (スコア:3, おもしろおかしい)
なの。というとちっちゃい女の子が必死で主張してるみたいです。
で、モース硬度はどうなんだろう?
Re:ダイヤモンドは永遠の輝き (スコア:0)
えー、ちっちゃい女の子がガチでバトルしているイメージが強いです。
Google「なの 少女」検索結果 [google.co.jp]
「なの」の検索でも先頭に来てるけどこっちは将来変わりそうだな。
Re:ダイヤモンドは永遠の輝き (スコア:0)
鋼 とかくほうがいい鴨
Re:ダイヤモンドは永遠の輝き (スコア:0)
鋼と書くと炭素が入ってるイメージだが。
Steelてのは(おふとぴ (スコア:0)
炭素とかの入った。
純鉄はIronです。
Re:ダイヤモンドは永遠の輝き (スコア:0)
原題は (スコア:0)
ってあるから、科学雑誌を読むくらい材料や物性に興味があるなら、歪みにくさでキングクラスであることは常識じゃないかと思いますよ。
Re:ダイヤモンドは永遠の輝き (スコア:0)
Re:ダイヤモンドは永遠の輝き (スコア:2, おもしろおかしい)
Re:ダイヤモンドは永遠の輝き (スコア:3, 興味深い)
素で言われてへこんだのでAC
Re:ダイヤモンドは永遠の輝き (スコア:0)
# ん?ヤング率って、そういう意味じゃないの?
Re:ダイヤモンドは永遠の輝き (スコア:1)
半導体を埋め込んでサイボーグ化ですか?
# シリコン ←→ シリコーン
# 両者は別物です:-p
Re:ダイヤモンドは永遠の輝き (スコア:0)
Re:ダイヤモンドは永遠の輝き (スコア:0)
Re:ダイヤモンドは永遠の輝き (スコア:0)
#本人に言うと頃されるのでAC
常温だとどうなんでしょうね (スコア:1)
その他の使い道?ん~モビルスーツの「シールド」だね!
TaddyHatty,
硬いのね (スコア:1)
曲がって電気でもおきるのではと思ったのですが、
ダイヤモンドより硬い物質なんですね
硬いとは限らない (スコア:5, 参考になる)
ちなみに、剛性は材料の性質と物体の形状などによりますが、このうち材料の性質の弾性に関わる定数は一般的に弾性係数(弾性率)と呼ばれています。力の方向と変形の方向の違いなどによりいろんな弾性係数が定義されていて、それぞれ○○弾性係数(例:横弾性係数)などという名前がつけられています。それらの係数のうちいくつかは、ヤング率(=縦弾性係数)だとか剛性率(=横弾性係数)などという別名が存在して紛らわしかったりするので注意しましょう。しかし、どの弾性係数であっても、基本的には高校物理でフックの法則として習う、
F = kx
の k に相当するものであり、「弾性係数が大きい = 変形しにくい」という理解をしておけばほぼ間違いありません。
ただし、剛性は強度や硬さなどとは違うもの(関連はしているけど)なので、その点には注意しなければいけません。特に硬さにつては、これまたいろんな硬さの定義があったりしてややこしい...まぁ、つまり、この材料を使った工具でダイヤモンドの加工が行えるかどうかはまた別問題だったりします。
Re:硬いとは限らない (スコア:0)
私もそう思うのですが、ここのコメントで“大きい/小さい”、“高い/低い”がよく使われてます。どこ分野での言い方なんでしょうかね。
チタン酸バリウムと言われると… (スコア:0)
「チタンサンバリ チチチチチタンサンバリ…」
ということは (スコア:1)
弾性? (スコア:0)
Re:弾性? (スコア:5, 参考になる)
弾性は, 一定の力を加えた時に起こる変形の割合です. 構造的な物性値としてはこれ以外に靭性というのがあって, 破壊に至るまでの力と変形量の積分になります. これは何を示しているかと言えば, 破壊に必要なエネルギになります.
従来型のセラミックでは弾性が高いので大きな力を加えても変形することはありません. しかし靭性は低いので, ちょっとした運動エネルギを持ったもの(例えば振り下ろした金槌のあたまの部分など)が当たっただけで, ほとんど変形することなく破壊されます. この様にほとんど変形を伴うことなく発生する破壊を, 靭性の反対で「脆性」破壊と言います. こういった脆性破壊を起こすものとしてはセラミックが代表的ですが, 金属などでも低温下(例えば炭素鋼では零下数10℃程度)で脆性を示すものがあり, 極地用船舶, 航空機, 液化ガス貯蔵設備などで注意が必要だったりします.
一般に弾性が高い(硬い)ものは靭性が低い傾向にあります. そのため使用する場合には, 例えば日本刀や包丁の様に二重構造にしたり, ベースとなる金属の上にコーティングして使ったり, あるいは微粉末を金属と一緒に焼結したりといった形で複合材として使われることが多いです. 比較的, 目につきやすいのはやはり工具 [sei.co.jp]の類でしょうか. ホームセンタなんかでも金色の窒化ホウ素コーティングしたドリルなんかが売ってますね.
Re:弾性? (スコア:4, 参考になる)
一般にダイヤモンド工具は何でも削れると思われていますが、実は鉄を削ることには向いていません。切削中の高圧下に置いて、ダイヤモンドの炭素が鉄に溶け出してしまい、ダイヤモンド工具が減っていきます。
通常ダイヤモンド工具は、非鉄金属の超精密加工に使用します。これらに対しては、炭素が溶け出しませんので、工具の形を維持でき、寸法通りの形状を作成することができます。研削無しで鏡面仕上げすることが可能です。
鉄系の加工には、cBN(立方晶窒化硼素)が、現状最強で、焼き入れ鋼の加工も可能です。
Re:弾性? (スコア:2, 参考になる)
変形には弾性変形と塑性変形があり、簡単に言うと、弾性変形は
変形した後に元に戻る変形を、塑性変形は元に戻らない変形を指す。
弾性変形において引っ張り(圧縮)により発生するものを
縦弾性係数と呼び、記事中のヤング率とは縦弾性係数のこと。
じゃぁ横は?というと、せん断応力に対する弾性係数を横弾性係数という。
いわゆるフックの法則(バネをのばすと比例して力が~)ってのは
弾性変形の範囲内で発生し、弾性係数が大きいと微少な変位でも、
過大な力を要する。ゴムなどは縦弾性係数、リング状バネなどは
横弾性係数を用いる。
#あと、縦横どっちがGでどっちがKかは忘れた。
#10年以上前の知識だな…材料工学なんて忘れてるなぁ…
やなぎ
字面じゃなく論旨を読もう。モデレートはそれからだ
Re:弾性? (スコア:2, 参考になる)
壊れるかどうかは破断荷重に関わる話で、ヤング率とは独立です。
超強度ハンダ堂々完成 (スコア:0)
Re:超強度ハンダ堂々完成 (スコア:0, 荒らし)
ソニータイマーには使えそうにないですね.
Re:超強度ハンダ堂々完成 (スコア:0)
#無粋なのでAC
「越える弾性」って (スコア:0)
確か (スコア:0)
やっぱり炭素の合成によるものだったと思うけど
Re:確か (スコア:1, 参考になる)
理論値ではダイヤモンドより体積弾性率が大きく硬度も大きいようです。
実測値があるのか不明ですが…
Re:確か (スコア:0)
旧工業技術院物質工学工業技術研究所のダイヤモンドの硬さを凌ぐか [nimc.go.jp] を見ると、立法晶窒化炭素はベータ相の窒化炭素とは異なるもの、と書かれているんで、立方晶窒化炭素(β-C3N4)と言うのは記述が違うようにも見えるのですが、どうなのでしょうか?
斬鉄権も夢でない (スコア:0)
こんにゃくが何故切れないか考えてみよう
Re:斬鉄権も夢でない (スコア:1, おもしろおかしい)
ゆで物質 (スコア:0)