Vad är den hårdast kända metallen?

Hårdhet är en relativ term när det gäller material, både metall och icke-metall. I allmänhet innefattar hårdhet en hög smältpunkt, reptålighet och hög motståndskraft mot deformering under tryck. Krom är bland de hårdaste metallelementen, jämfört med övergångsmetaller som koppar och järn, alkalimetaller inklusive natrium och efterövergångsmetaller som bly. Föreningar och legeringar av metaller och andra grundämnen kan dock vara hårdare än de i rent tillstånd.

Hårdhet är en egenskap som till en början verkar enkel men har komplicerade aspekter som kommer upp under noggrann undersökning. För att betygsätta och jämföra materialets hårdhet har forskare tagit fram ett antal tester och mätningsskalor. Till exempel är Mohs-skalan ett relativt klassificeringssystem som jämför materialets repmotstånd. Så om material A kan skrapa ämne B måste A vara hårdare än B och A får ett högre Mohs-tal. Det hårdaste Mohs-klassade ämnet är diamant med en poäng på 10, och den mjukaste är talk med ett betyg på 1. Vickers-skalan använder en diamantindragning i form av en högra pyramid, som sedan pressas in i testmaterialet i 10 till 15 sekunder och rapporteras som VHN eller Vickers Hardness Number.

Stål är en legering av järn, kol och andra material; en rad stål erbjuder en mängd olika egenskaper, inklusive hårdhet. Krom tillsätts för att öka korrosions- och kemikaliebeständigheten samt härda och hålla hög temperatur. Bor, nickel, molybden, niob och titan kan alla lägga till förstärknings- och härdningsegenskaper. En kombination av dessa olika ämnen kan producera några av de hårdast kända metallerna.

Volframkarbid 857 är tillverkad av 85,7 procent volframkarbid, 9,5 procent nickel, 1,8 procent tantal, 1,5 procent titan, 1 procent niob och 0,3 procent krom. Denna form av volframkarbid mäter mellan 8 och 9 på Mohs-skalan. Det är fyra gånger hårdare än titan.

Med en Mohs-värdering på 8,5 är krom den hårdaste rena grundämnet; emellertid är stålen som använder krom hårdare än grundämnet i sig. Endast spårmängder av krom krävs för att ge stålen en betydande hårdhet. Förutom att den används i legeringar, ger förkromning en tunn beläggning av metallen till andra material, vilket ger ett glänsande, hårt yttre "skal" som också motstår korrosion.

I kombination med andra grundämnen kan vissa metaller producera extremt hårda ämnen. Till exempel kombinerar de sällsynta metallerna rhenium och osmium med bor för att göra föreningar som är mycket hårdare än stål; i själva verket är osmiumdiborid känt för att repa diamant, det hårdast kända ämnet som förekommer naturligt.