钻石明明很硬，为什么受到撞击仍容易碎裂？

祥昊，看山看水看手机 查看知乎原文 嘿，少年郎， 你可知钢丝球的花语是什么来着？ 没错， 看一个材料你不能肤浅的只看硬度， 别的参数也极为重要。 我们来简单认识下材料常见的几个力学参数。

首先是硬度（Hardness）， 代表的是抗刮擦刻划能力。 简单理解就是二者摩擦硬者胜， 举个例子， 普通低碳钢（铁）的摩氏硬度比玻璃低， 所以虽然你用铁锤可以轻松砸碎玻璃， 但很难划出印子。

而翡翠的硬度在 6.5-7，比玻璃硬，则可以轻松留痕。 所以如果你给爱车整一层玻璃外壳， 就可以有效避免熊孩子划车这种糟心事。 不过嘛，大家都知道，这事不现实， 因为玻璃太脆了。

这个脆，就是韧性的体现。 韧性更像一个概念，没有单一参数量化， 我们用锤子砸易拉罐会先变形，然后才会断开。 像金属这样断裂前先变形的就是塑性材料， 拉断为止能永久伸出多长的比例就是延伸率。

主要反映的是延性。 甭看了，金刚石几乎没有，这个参数用不着。 应力 - 应变曲线 D 的横坐标就是延伸率 而用锤子砸玻璃则会直接碎成一地， 这种破坏前几乎没塑性变形的，我们就称它为脆性材料。

之所以有这个区别， 主要原因在于分子之间链接的键不同。 金属靠金属键连接， 没有固定的方向和饱和性， 允许晶体之间位错滑移或者孪生，产生塑性变形。 你可以理解成金属原子靠类似磁吸的方式连接在一起， 可以通过形变来吸收冲击。

而玻璃，钻石等材料是共价键连接， 有方向性和饱和性， 你可以简单理解成乐高积木， 只能按固定的插槽插接。 所以这类物质如果形成的晶体，往往有标准形态。 比如雪花是由水分子按氢键方向组成六方晶系， 最终出来的必然是六边形打底，造不出八边的雪。

水分子组建成雪花 而像塑料这种高分子材料， 由于其分子量巨大，就像一根根绳索互相缠绕， 拥有更大滑移舒展的潜力，可以通过链段舒展卸力，韧性也就更大。 我们也可以通过交联来限制分子链运动，增加强度， 相对的韧性就会降低。

当然，影响韧性的因素还有很多， 比如宝石虽然在工程力学上是脆性材料， 但软玉在宝石韧性里属于极韧， 经得起精雕细琢。 金刚石评级是脆，摔狠了都可能裂。 只能进行切割（主要也雕不动。

） 而相同材质的黑金刚石，韧性评级却是极韧。 之所以出现这个情况， 原因就在于钻石是单晶体， 一旦产生裂纹，应力就会顺着解理面一路撕开， 就像你指甲旁的毛刺，一撕一片疼的嗷嗷叫。 你看这个就出裂纹了 而翡翠和黑金刚是是多晶集合体， 由无数不同形态的小晶体交错咬合，组成交织结构。

如果产生裂纹，无法快速从头裂到尾， 韧性也就上去了。 到这，恭喜你， 发现了韧性的一个重要参数，断裂韧性（KIC）。 就是材料阻止裂纹扩展的能力。 举例来说， 铁锤的断裂韧性约 50+，而钻石的只有 3.4， 这意味着铁锤和钻石互砸， 虽然钻石硬度更高，可以轻松给铁锤干出凹槽， 但一旦破防产生裂纹，先碎的必然是我的玻璃心， 毕竟钻石挺贵的，碎了心疼啊。

而多大劲能产生第一条裂纹，就得看强度。 强度也是个大概念，有一大堆参数， 和钻石有关的主要是抗压强度，抗拉强度等。 不过在现实世界这几个参数总感觉有点见不得人的 PY 交易。 举例来说。

单晶钻石的抗压强度是天花板级别，大概在 9GPa 如果是来自四面八方的静水压力， 极度抗压。 但现实是丢液压机上没几下就不大行了。 白瞎了这离谱的数值。 原因就在于材料被拉伸时会变细， 被压缩时会变胖， 这就是泊松效应，对应的参数是泊松比。

由于现实里侧向膨胀可能会受到约束或变形不均， 就是不能完全涨开， 这样内部就会产生侧向拉应力， 这股拉应力就需要抗拉强度来抗。 我们看液压机压东西，很多样件会先从侧边垂直裂开。 一般就是这股拉应力在作妖。

液压机也一样。 由于钻石的抗拉强度比较拉跨， 只有 1050-3000MPa，远低于抗压强度。 当拉应力过高的时候， 很容易就出现抗压正欲死战，抗拉何故先降的乌龙。 而对于钻石这种脆性材料来说， 产生裂纹就很容易一破到底，彻底崩碎。

除此之外， 单晶钻石还有一个非常致命的罩门——解理面。 啥叫解理面呢？ 简单说就是晶体原子会按一定顺序排列堆放，组成晶格。 某些特定的晶面的结合力会特别弱，就有点像木头上的木纹， 如果顺着木纹劈就更容易劈开。

这个天生的弱点就是解理面。 比如云母属于极完全解理，可以轻松剥成一片一片， 云母片 金刚石沿{111}解理， 食盐沿{100}解理等。 金刚石解理面 所以如果裂纹刚好顺着解理面产生，金刚石也会很容易被劈开。

这就是为啥钻石明明三维巨高， 却可能被锤子砸碎的原因之一。 除此之外， 常用的力学参数还有： 弹性模量、剪切模量、体积模量、屈服强度、抗剪强度、断裂韧性、冲击韧性、疲劳强度、延伸率、断面收缩率、蠕变极限..... 到这，真心奉劝大家， 快跑！！！！！！ 查看知乎讨论