Onderzoekers van MIT hebben een van de sterkste en lichtste materialen ontwikkeld. Hiervoor is gebruik gemaakt van grafeen. Het materiaal is 20 keer lichter en 10 keer sterker dan staal. Grafeen is een carbon-soort en in een 2D-vorm het sterkste materiaal op aarde.
Ook ijzer is een metaal. Maar ijzer alleen is niet zo geschikt om te verwerken – zo leert ons een scheikundeboek – omdat het nogal bros is. Als je er koolstof aan toevoegt, wordt het hard en veerkrachtig, en dan heet het staal. staalsterk kunnen zeggen, omdat staal veel sterker is dan ijzer.
Het allersterkste materiaal ter wereld is zonder twijfel grafeen. Vergelijk de sterkte maar eens met de bovenstaande materialen. Het grote probleem van grafeen is echter dat het door de enorme sterkte, nauwelijks te verwerken valt in bruikbare materialen.
Wetenschappers van de Shanghai Jiao Tong Universiteit hebben namelijk 2 andere stoffen ontdekt die nog veel harder zijn. De eerste stof heet wurtzietboornitride en heeft dezelfde structuur als diamant. Het verschil is dat wurtzietboornitride is opgebouwd uit andere atomen. De 2de stof heet lonsdaliet.
Staal. Staal is één van de meest gebruikte metaalsoorten en is volop aanwezig op aarde. Het is een veelgebruikt constructiemateriaal en bestaat voornamelijk uit koolstof en ijzer. Er zijn minstens drie staalsoorten te onderscheiden: constructiestaal, machinestaal en gereedschapstaal.
Snelstaal ook wel High Speed Steel (HSS) of sneldraaistaal genoemd, is een hooggelegeerd wolfraam-chroomvanadiumstaal, dat tot ca. 600 °C zijn hardheid blijft behouden. Hierdoor is het zeer geschikt voor gereedschap dat warm kan worden, zoals metaal- en steenboren en ijzerzagen.
Zilver (argentum) is namelijk een edelmetaal en roest bijna niet. Andere edelmetalen zijn goud (aurum) en plantina (platinium). Let op: deze edelmetalen reageren wel met zuurstof en water, maar ze zullen niet snel roesten. Zilver moet je bijvoorbeeld eens in de zoveel tijd even oppoetsen.
Diamant is de hardste stof die er op aarde bestaat. Diamanten zijn er in verschillende kleuren. De diamanten in sieraden zijn meestal wit. Een diamant begint als een ruwe steen.
Het hardste algemeen bekende mineraal is diamant. Met een indruklichaam van diamant kan in elk ander materiaal gekrast worden. Alleen ultrahard fulleriet en aggregated carbon nanorods zijn harder, met een geschatte hardheid van 1,17x tot 1,52x van die van diamant.
De hardste natuurlijke stof is diamant.
Een steen in de rivier kan nog zo sterk zijn, uiteindelijk wint het water. Doordat er jarenlang water langs stroomt, slijten de hoekige vormen van de steen en wordt het een ronde rivierkei. Water is sterker dan steen.
Amerikaanse wetenschappers hebben een materiaal ontwikkeld dat voor 99,99 procent uit lucht bestaat. Met een gewicht van slechts 0,9 milligram per kubieke centimeter zou het zogeheten microlattice het lichtste metaal en materiaal ter wereld zijn.
De bindingslengte tussen de koolstofatomen is 0,142 nm. De lengte tussen de verschillende lagen grafeen die samen grafiet vormen is 0,335 nm. Een eenheidscel grafeen bevat twee koolstofatomen en heeft een oppervlakte van 0,052 nm2. Hieruit volgt dat de dichtheid gelijk is aan 0,77 mg/m2.
De basisprijs voor warmgewalste rollen lag in die periode rond €440 per ton. Begin 2020 lukte het de fabrieken, mede als gevolg van hogere importprijzen, de staalprijzen enigszins naar boven te corrigeren. Zo werden er in januari 2020 voor warmgewalste coils prijzen genoteerd tussen de €460-490 per ton.
Hoe ontstaat roest? In het geval van staal treedt oxidatie op wanneer staal of een ander materiaal met een legering van ijzer, wordt blootgesteld aan zuurstof en water. Na verloop van tijd zullen zuurstof en ijzer zich op atomair niveau gaan hechten. Hierdoor ontstaat een nieuwe verbinding genaamd ijzeroxide.
Aluminium is een minder sterk materiaal dan staal. Dit brengt een aantal eigenschappen met zich mee. Het materiaal is flexibeler en breekt eerder. Breekplaatjes, een extra bescherming bij het gebruik van veiligheidskleppen zijn daarom altijd gemaakt van aluminium.
Hardheid is een kenmerk dat van toepassing is op een reeks materialen - zowel metalen als niet-metalen - en wordt gedefinieerd als de weerstand van het materiaal tegen vervorming, penetratie, krassen of andere fysieke krachten.
Diamant is de hardste edelsteen en natuurlijk voorkomende materiaal. De steen kan kleurloos zijn maar ook geel, bruin, groen, blauw, roze en rood.
Het ontstaan van diamant
Wanneer koolstof enorm wordt samengeperst word het grafiet. Wanneer grafiet onder enorm hoge temperaturen, 1300 tot 2000 graden, en enorme druk, van duizenden atmosferen, wordt samengeperst ontstaat diamant. In diamanten hebben de koolstof verbindingen een viervlakstructuur.
Diamant is de hardste grondstof die ooit op aarde is gevonden. Diamant bestaat uit zuivere koolstof die kristalliseert ten gevolge van zeer hoge druk en temperatuur. Deze omstandigheden worden alleen gevonden in een diepte van 150 tot 200 kilometer onder het aardoppervlak!
Staal is sterk en minder waarschijnlijk te vervormen of buigen onder gewicht, kracht of warmte. Toch is de kracht van staal dat het veel zwaarder/compacter is dan aluminium.
Staal is niet gevoelig voor galvanische corrosie en het materiaal is goed lasbaar. Een thermisch verzinkte mast heeft een onderhoudsvrije levensduur van minimaal 40 jaar. Een goed geconserveerde mast heeft veelal een oneindige levensduur.
Staalsoorten die een ferritische of een martensitische structuur hebben zijn magnetisch. Niet of slechts in minimale mate magnetisch zijn daarentegen de staalsoorten met een austenitische structuur.
HSP is het gevoelige deel dat rust nodig heeft en verstandig kan zijn, terwijl HSS staat voor risico's, spanning en avontuur. Deze interne discussie vreet veel energie. Vaak domineert HSS over het gevoelige deel. Nieuwsgierigheid en het nemen van risico's wint vaak van gevoelens en rust.
Oud widia staal of eigenlijk wolfraamcarbide is een gehard metaal en wordt voornamelijk gebruikt in snijapparatuur. De hardheid van widia op de schaal van Mohs (hardheidschaal) is 9-9,5 waarbij 10 het hardste metaal/mineraal is.