石墨烯是鋼鐵硬度的多少倍

1. 都說石墨烯的硬度比金剛石要大，那石墨烯的硬度到底是多少

2018-06-10
石墨烯「硬」不等於硬度大，而是指強度大。石墨烯硬度不大，但延展性很好！
石墨烯斷裂強度比最好的鋼材還要高
200
倍，同時它又有很好的彈性，拉伸幅度能達到自身尺寸的
20%。其實，這里涉及兩個不同的概念，一個是「強度」，這是力學概念，一個是「硬度」，屬於物理概念。石墨烯的「硬」，是指強度高，衡量強度的指標是「楊氏模量」，根據楊氏模量的高低可以把物質分為硬物質和軟物質。石墨烯的模量非常高，可達
1Tpa，是材料里最高的，所以石墨烯是硬物質，可以說是很硬。相應的像橡膠這些，模量只有幾千帕，就是軟物質，很軟。
材料力學上有剛度、強度、韌度、硬度等不同物理概念，這與我們通常講的硬與軟有區別。從通俗意義上說，石墨烯的「硬」指的是石墨烯的強度很好，就是它抗斷裂的能力很強，這也和它的韌性很好有關系，因為容易延展而不斷裂。模量就是代表了材料能被拉伸的容易程度。
其次，不可能單獨存在，必須以復材方式作成產品，而石墨烯復材硬度也沒有比較好，我看到的都是韌性有增加。事實上，石墨烯面內的拉伸強度比較大而已，這個還是算出來的，好像沒有什麼實驗驗證，因為製取大片石墨烯分離出來是很難的。再者，這個硬度必須考慮作用力的方向。有人說石墨烯強度比鑽石大的話，那應該討論的是兩碳原子之間鍵的強度。石墨烯是二維六角網格狀，鍵強度比在三維網格中的要強。但考慮到大塊材料的話，鑽石各個方向上強度都較高，而石墨烯在第三個維度就是渣渣了。石墨烯受到剪切力的時候非常脆弱，一碰就碎。我們用生物破碎設備可以把石墨烯從
200
微米震成
200
納米，我就不相信可以把鑽石震碎就是這個道理。實際上比較一種二維材料和一種三維材料的相對硬度都是沒有多大意義的。

2. 比鋼還要硬百億倍，這究竟是什麼物質

這些年來，「強硬」這個形容詞我們都很喜歡用，這道菜很硬，兩個人之間的關系很硬，這個人很硬。那個意思是厲害，厲害，或者NB。也用於測量物質的硬度。這是經度數千年來，人類不斷尋找和探索自然中最堅硬的東西。

中子星主要由中子組成，只有少數電子和質子存在，中子星可以被認為與巨大的原子核相似，在重力的作用下，物質壓縮到與原子核相同的密度。目前世界上硬度最強的物質不是金剛石、石墨烯和鋼鐵，而是目前人類發現的地球上硬度最高的物質。硫化碳是一種非常簡單的物質，只有一個反應堆。因此，硫化碳很難由人類現有的技術製造出來，但一旦製造出來，就能表達出來。

科學家們從理論上計算出，硫化碳的硬度是鋼的200倍，鑽石的40倍，石墨烯的2倍。這么大的強度可以製造出對硫化碳方向硬度高的堅固設備、儀器和其他工業品。事實上，以目前人類目前的技術，我們還不能製造，只有未來科技進一步發達才能實現。

3. 世界上最堅硬的鐵是什麼堅硬程度如何

其中石墨烯比鑽石還堅硬，強度比世界上最好的鋼鐵還要高上100倍。

4. 都說石墨烯的硬度比金剛石要大，那石墨烯的硬度到底是多少

石墨烯的理論楊氏模量達1.0TPa，而日常生活中的橡膠，只有幾千兆帕，楊氏模量是衡量強度的指標。

石墨烯是已知強度最高的材料之一，同時還具有很好的韌性，且可以彎曲，石墨烯的理論楊氏模量達1.0TPa，固有的拉伸強度為130GPa。而利用氫等離子改性的還原石墨烯也具有非常好的強度，平均模量可大0.25TPa。由石墨烯薄片組成的石墨紙擁有很多的孔，因而石墨紙顯得很脆，然而，經氧化得到功能化石墨烯，再由功能化石墨烯做成石墨紙則會異常堅固強韌。

(4)石墨烯是鋼鐵硬度的多少倍擴展閱讀：

石墨烯的主要應用

（1）儲氫材料

石墨烯具有質量輕、高化學穩定性和高比表面積等優點，使之成為儲氫材料的最佳候選者。

（2）航空航天

由於高導電性、高強度、超輕薄等特性，石墨烯在航天軍工領域的應用優勢也是極為突出的。2014年，美國NASA開發出應用於航天領域的石墨烯感測器，就能很好的對地球高空大氣層的微量元素、航天器上的結構性缺陷等進行檢測。而石墨烯在超輕型飛機材料等潛在應用上也將發揮更重要的作用。

（3）感光元件

以石墨烯作為感光元件材質的新型感光元件，可望透過特殊結構，讓感光能力比現有CMOS或CCD提高上千倍，而且損耗的能源也僅需原本10%。可應用在監視器與衛星成像領域中，可以應用於照相機、智能手機等。