Естественные науки

Почему чем выше твердость тем выше хрупкость?

Татьяна Гатцук
Татьяна Гатцук
56 357
Начнем с жидкостей. Они обладают поверхностным натяжением. И когда вы разбиваете каплю на две, то суммарная площадь капель новых будет больше, чем исходной, а значит в них за счет поверхностного натяжения будет больше энергии запасено, т.е. вы потратили энергию на разрыв связей, после чего образовались новые связи, поглотив энергию из вне.
Сложно - но иначе не понять.
У твердых тел тоже примерно так же, но энергия больше. Так называемый раздел фаз.
Возьмем стекло и сталь (они примерно равны по прочности). Вы пытаетесь поцарапать стекло. И пока прикладываемая вами энергия не достигнет некоторого порога, царапина не возникнет (нет новых поверхностей), но в некоторый момент, вы преодолеете сцепление молекул и образуете новые поверхности в стекле. В этот момент вы разрушили связи, теперь стекло попытается поглотить внешнюю энергию и энергию от разрыва связей внутри себя. Часть энергии пойдет на образование новых поверхностей, а часть перейдет в тепловую - в движение молекул. Так вот фишка стекла в том, что при разрыве связей энергии выделиться так много, что соседние атомы также начнут разделятся и образовывать новые поверхности раздела фаз - пойдет лавина. По стеклу пойдет несколько трещин, пока не поглотится вся энергия.
А вот у стали все не так, там выделенная при образовании новых поверхностей энергия поглотиться молекулами и все быстро успокоиться.
Так вот, из этого следует, что для обеспечения высокой твердости нужно наращивать внутреннюю энергия в зоне раздела фаз вещества. И это обеспечит его устойчивость от образования новых поверхностей. Но, при приложении достаточно большой энергии эти поверхности образуются, высвободив всю накопленную энергию в материале, тем самым спровоцировав его быстрое разрушение.
Чем сильнее "натянута" поверхность тела, тем сложнее ее разрушить, но если сможем "проткнуть" ее, она сама начнет "рваться".
Это если просто.
Валерия Xxx
Валерия Xxx
11 568
Лучший ответ
Эта статья все объяснит: Твердость и хрупкость: две стороны ножевой стали https://stal-kom.ru/chem-tverzhe-metall-tem-on-khrupche/?ysclid=lhogtxelfu217279554
Не всегда, железо тверже дерева и менее хрупкое
Johnny Rambo
Johnny Rambo
88 465
Эти свойства определяются условиями формирования (застывания) вещества.

Чем дольше процесс остывания металла тем эластичнее он будет но будет мягкий, и наоборот чем резче процесс остывания тем крепче сталь но одновременно становится хрупкой как стекло. Так делали мечи наши предки и продолжают делать сейчас, когда рубят мягкое, безмозгло сделанное железо вражеских броней. Также влияет количество закалок, сплавы и условия в которых происходит процесс закалки. Например свойства стали закаленной при высоком давлении будет отличаться от стали, закаленной в глубоком вакууме. Деталь которую закалили в вакууме будет наиболее сильно противостоять окислению после застывания (нержавейка), деталь, которую закаливали при определенной частоте электромагнитного поля будет испытывать резонанс как бы детектироваться при наличии электромагнитного поля той же частоты и так далее. Сталь закаленная при определенных условиях будет иметь свойства титана, а при других условиях свойства алюминия и так далее. Смысл такой
Михаил Антонов
Михаил Антонов
67 719
С каплей Руперта понятнее
Твердость - мягкость, хрупкость - вязкость
Ivan Rudentsov
Ivan Rudentsov
26 960
Строение твёрдого вещества это соединение атомов в аморфное или кристаллическое тело. Чем меньше степень подвижности атомов в межатомных соединениях, тем вещество твёрже. Но небольшой люфт или отсутствие люфта в соединениях атомов означает, что когда совершается такой сдвиг, то межатомные связи хрупко разрушаются.
Золото мягкое и пластичное. Алмаз твёрдый и хрупкий, при ударах по нему. Графит мягкий и слои его чешуек легко смещаются, соскрёбываются даже на мягкую бумагу.
Аня Соболева
Аня Соболева
11 124