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Materiales con una gran dureza; [el diamante en 3er. lugar]

Materiales con una gran dureza; [el diamante en 3er. lugar]Materiales con una gran dureza; [el diamante en 3er. lugar]

Se define la dureza de un material como la resistencia que presenta para ser rayado. Lo contrario, de algo duro, sería algo blando.

Materiales con una gran dureza; [el diamante en 3er. lugar]

Se define la tenacidad de un material como la resistencia que presenta para ser roto, o partido. Lo contrario, sería la fragilidad.

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El diamante, por ejemplo, es un material muy duro (hasta hace poco, era el más duro. Pero apareció en escena el grafeno para arrebatarle el puesto). Esto significa que si intentas rayarlo, por ejemplo, con un cuchillo cuya hoja es de acero, no podrás.

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Sin embargo, es muy frágil. Si lo golpeas con un martillo, también de acero, lo harás añicos fácilmente. Ahí tenemos un ejemplo de material duro y frágil a la vez. En el caso opuesto, podríamos escoger, por ejemplo, el aluminio. Es un material que si lo rayas con el cuchillo, le dejarás una marca fácilmente. Pero si lo golpeas con un martillo, podrás deformarlo, pero no romperlo. Se doblará antes que hacerse añicos.

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Carburo de tungsteno

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El Instituto Estadounidense del Hierro y el Acero dice que el tungsteno es un elemento metálico duro, que en combinación con el carbono, forma una aleación metálica llamada carburo de tungsteno.

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El metal se usa en joyería y tiene una dureza entre 8,5 y 9,5 en la escala de Mohs según Jewelry Secrets, por lo que es el metal con calificación más alta en la escala.

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Carburo de silicio

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Descubierto por Edward Goodrich Acheson, el carburo de silicio, también llamado carborundo, (SiC) es un carburo covalente de estequiomería 1:1 y que tiene una estructura de diamante, a pesar del diferente tamaño del C y Si, que podría impedir la misma.

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Debido en parte a su estructura, es casi tan duro como el diamante, alcanzando durezas en la escala de Mohs de 9 a 9,5. También es conocido como «carborindón», palabra formada por carbo- y corindón, mineral famoso por su dureza.

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Es un compuesto que se puede denominar aleación sólida, y que se basa en que sobre la estructura anfitrión (C en forma de diamante) se cambian átomos de éste por átomos de Silicio, siempre y cuando el hueco que se deje sea similar al tamaño del átomo que lo va a ocupar.

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Grafeno.

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Las pruebas han sido llevadas a cabo por Jaffrey Kysar y James Hone, profesores de ingeniería mecánica de la Universidad de Columbia, y consistieron en la medición de la fuerza que se necesita para romper el grafeno. Para ello tuvieron que utilizar –como no podía ser de otro modo– diamante, asimismo alótropo del carbono y mineral natural de extrema dureza, con un 10 asignado en la clásica escala de dureza de Mohs.

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Se hicieron agujeros de un micrómetro de ancho sobre una lámina de silicio y se puso en cada uno de esos agujeros una muestra perfecta de grafeno. Y a continuación rompieron el grafeno con un instrumento puntiagudo hecho de diamante.

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Para que podamos hacernos una idea de la dureza del grafeno, Hone propuso a Technology Review una curiosa analogía. Comparó las pruebas realizadas por él y Kysar con poner una cubierta de plástico sobre una taza de café y medir la fuerza que requeriría pinchar esa cubierta con un lapicero.

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Pues bien, según explicó Hone, si en lugar de plástico lo que se pusiera sobre la taza de café fuera una lámina de grafeno, después situáramos encima el lápiz, y en lo alto de éste colocáramos un automóvil que se sostuviera en equilibrio sobre él, la lámina de grafeno ni se inmutaría.

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Claro que esto sería muy difícil, no sólo por la dificultad de poner un automóvil sobre un lapicero, sino porque es extremadamente difícil conseguir una muestra de grafeno perfecto al nivel macróscópico de los lapiceros y las tazas de café (“Sólo una muestra minúscula puede ser perfecta y super-resistente”, aseguró Hone); pero la comparación es perfectamente válida porque ésa es proporcionalmente la resistencia del grafeno a nivel microscópico.

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Borazón

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Borazón es la marca comercial de un compuesto sintético, de estructura cristalina cúbica, de nitruro de boro, obtenido a alta presión.

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Fue descubierto el 12 de febrero de 1957 por el doctor Robert Wentorf en los laboratorios de General Electric y luego patentado y comercializado, a partir de 1969, por esta misma empresa. Este material raya el diamante y soporta temperaturas superiores a los 1800 °C.


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También es utilizado como una alternativa más barata al diamante.

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Diboruro de renio

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Es un material superduro sintético. Fue descubierto por un equipo de la UCLA y anunciado en Science en abril del 2007. Es más duro que el diamante en ciertas direcciones, exhibiendo considerable anisotropía (característica de algunas sustancias de variar alguna de sus propiedades según la dirección en que se midan) debido a su estructura de capas hexagonales.

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Carburo de titanio

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Revestimento de Carburo de Titanio.

El carburo de titanio es un compuesto de titanio y carbono de fórmula TiC. Es un material cerámico, en forma de polvos grises o de sólido cristalino, negro, brillante, extremadamente duro, de 9 a 9,5 en la escala de Mohs. Conduce la corriente eléctrica. Se utiliza en la fabricación de herramientas de corte.

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Diamante.

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El diamante es el material natural más duro conocido hasta el momento (aunque en 2009 se iniciaron unos estudios que parecen demostrar que la lonsdaleíta es un 58% más dura) donde la dureza está definida como la resistencia a la rayadura.

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El diamante tiene una dureza de 10 (la máxima dureza) en la escala de Mohs de dureza de minerales. La dureza del diamante ha sido conocida desde la antigüedad, y es la fuente de su nombre.

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Lonsdaleíta

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La lonsdaleíta es un alótropo hexagonal de carbono encontrado en meteoritos, así llamado en honor de Kathleen Lonsdale. Es una forma semejante al diamante, sin embargo hexagonal.

Materiales con una gran dureza; [el diamante en 3er. lugar]

Aparece en resultados de estudios ejecutados en febrero del 2009, que la lonsdaleita sería un 58 % más dura que el diamante. Sería, por tanto, uno de los materiales más duros presentes en la naturaleza, junto al Nitruro Bórico de Wurtzita (wBN), producto de las presiones en erupciones volcánicas.

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Fullerito

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Un grupo de investigadores de varias universidades rusas han desarrollado un nuevo método para sintetizar el fullerito: material de carbono más duro que el diamante, que es uno de los materiales más duros que se conocen. Este material interesa a los especialistas en el procesamiento de metales y otros materiales.

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Sin embargo, para producir el fullerito tridimensional a nivel industrial, se necesita una presión de 130.000 atmósferas, como mínimo, que los equipos contemporáneos no pueden asegurar. Los investigadores rusos han encontrado una manera para ello: descubrieron que la adición de sulfuro de carbono a la mezcla básica antes de la síntesis permite crear el fullerito a una presión mucho más baja, 80.000 atmósferas. Además, este método no requiere temperaturas altas: es suficiente con la temperatura ambiente.

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El descubrimiento, publicado en la revista ‘Carbon’, permite producir este material a gran escala y abre una nueva dirección en los estudios de materiales, señalan los científicos.

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