物質の硬さ

ダイヤモンドがモース硬度で１０で最高に硬いか、と思っていたのですが実はそうではなく硬さは条件によっていろいろ違うのだとわかりました

バケツに入った水をただのガラスにぶつけると水は砕け散って四散する
ただのガラスにダイヤモンドをぶつければ、ガラスは割れる
鉄で出来たハンマーでダイヤモンドを叩けばダイヤモンドは壊れる
鉄で出来た弾丸を銃で防弾ガラスに当てても防弾ガラスは壊れない

という関係が示すので硬さの関係は

防弾ガラス　＞　鉄　＞　ダイヤモンド　＞　ただのガラス　＞　水

ですね

ここで質問なのですが私が調べたいと思っているのは
物質と物質をぶつけてどちらが壊れないか？の硬さを調べるため　衝撃の強さ　を表わす　靭性　の硬さを調べれば良いのでしょうか？

ここからは予断ですが
イメージ的に言うならガラスは表面はやわらかい気がするので（そもそも液体ですしね）衝撃を吸収するような素材同士をぶつけ合わせたら、靭性ってあてになるのかな？と思えなくもないですね

返信には事情がありまして１ヶ月以上かかるかもしれません
申し訳ありません

No.1 ベストアンサー 回答者： doc_somday 回答日時： 2013/10/31 07:56

「硬度」は測定方法に依存します。

という事が特に第一次世界大戦以前から徹底的に、主に機械工学(兵器）分野で研究され、多くの「基準」が作られました。
高圧化学を専門としていた私に馴染みのあるのは「ビッカース」硬度計です。
測定方法を示すと、鋭い先端部を持つおもりを、下部に置いた「平面状の測定サンプル」に落下させます。
装置の形状が「愉快」で、円の四半形なのです。
サンプルは最下部に(当たり前ですが）表面をおもり側に向けて固定します。
四半形の装置には弧状に可動する腕があり、その腕は装置の中心で自由回転出来ます。
おもりの尖った部分は正確に進行方向に向けて固定します。
腕に付いたおもりを水平位置からサンプルに向けて、弧を描いて落下させます。
ここまでは装置の説明で、この後おもりの尖った部分が食い込んだ出来たサンプル上の「穴」を詳しく分析します。
穴の直径、深さ、その他特徴があれば詳しく記述します。
「ビッカース硬度計」は「大砲」用の合金(鋼鉄系）の性質を表すのに普遍的に用いられたそうです。

忠告しておきますと、硬度は大部の書物一冊で納まらないほどの過去の蓄積がある上、歴史が長く新素材が出て来る度に増えていくので、自分でも本を書くつもりでかからないと、何も得る事が出来ません。

この回答へのお礼

時間がないのでこの場を借りて返信しますね。
皆様ありがとうございました。

意見を聞くと困りましたね。
どれが硬いかを調べるのに測定法がいろいろあるようでどうやって調べていいか余計にわからなくなりました。
そのため、さすがに時間がたってるためこの質問を継続することは難しいでしょうから改めて硬さの調べ方の質問をしてみますね。

今度はどのようなものをどんな風に使って調べたいかを質問してみます。
皆様ありがとうございました。

お礼日時：2014/01/02 16:22

No.2 回答者： CC_T 回答日時： 2013/10/31 10:11

>　物質と物質をぶつけてどちらが壊れないか？の硬さを調べるため

>　衝撃の強さ　を表わす　靭性　の硬さを調べれば良いのでしょうか？
硬さと衝撃を混同しておられます。
http://www.mmjp.or.jp/kskmdf/mailmagazine/Vol002 …
そもそも靭性と硬度は相反する性質と言ってよく、両方を高いレベルで兼ね備えたモノってのは無いでしょう。
「ぶつけ」た時の強さを調べるならば、素材の引っ張り強度や構造的な衝撃拡散度合いを調べるべきではないかと思います。
１点に受けた力を広い面積に拡散することができれば、衝撃を弱めることが出来ます。
厚みがあれば砂袋や寒天だって拳銃弾を止めることが出来るのです。


>　ただのガラスにダイヤモンドをぶつければ、ガラスは割れる
ダイヤモンドは硬いけれど脆いです。
http://www.asahi.com/edu/nie/tamate/kiji/TKY2006 …
ガラスに「ぶつけ」たら、ダイヤが割れる事も十分にあり得ます。
ダイヤをガラスに押し付けてひっかくとダイヤは無傷でガラスに傷がつく、だからダイヤの方が硬い、という事です。

>　バケツに入った水をただのガラスにぶつけると水は砕け散って四散する
水圧で水槽のガラスが割れることもあります。この場合、硬さは無関係です。

>　鉄で出来たハンマーでダイヤモンドを叩けばダイヤモンドは壊れる
しかしハンマーにダイヤモンドを押し付けると、ハンマーが変形します。
連続して引っ掻き続けると、ハンマーに穴が開きます。

>　鉄で出来た弾丸を銃で防弾ガラスに当てても防弾ガラスは壊れない
防弾ガラスはガラス＋樹脂繊維など複合素材です。複合材料で衝撃を吸収・拡散し、力を１点で受け止めないことで「貫通されない」事を実現していますが、表面ガラスは銃弾を受けた段階で確実に割れます。
鋭利で細い超硬弾芯のライフル弾などは、防弾ガラスを貫通することもあります。