Apa materi terkuat dan teringan?

Saya pernah mendengar titanium adalah bahan yang paling kuat dan paling ringan. Digunakan untuk bingkai kacamata saya. Benarkah itu yang terkuat dan teringan juga?

Terkuat, kekuatan terbesar dapat menanggung tanpa kerusakan atau melanggar $\frac{Newton}{m^2}$ .

Ringan, paling ringan dari volume material tertentu $\frac{kg}{m^3}$ .

yaitu: suatu bahan cukup kuat untuk menahan beban, tetapi juga berat pada saat yang sama. Bahan lain cukup ringan, tetapi tidak tahan beban apa pun. Jadi, apa yang saya tanyakan adalah apa bahan terkuat tapi juga ringan.

materials metallurgy

— Kekasih AirCraft
sumber

Sangat tidak jelas apa yang Anda maksud. Misalnya kayu balsa lebih dari 30 kali "lebih ringan" (kurang padat) dan dua kali lebih kuat dari berat-untuk-berat, dibandingkan dengan titanium. Tapi itu bukan bahan yang ingin Anda gunakan untuk membuat frame tontonan atau bagian-bagian dari mesin jet! Sutra laba-laba bahkan "lebih baik" daripada balsa, dan Kevlar jauh lebih baik daripada yang di atas.

— alephzero

google pada "rasio kekuatan-berat", Anda akan mendapatkan daftar ini.

— niels nielsen

Silakan lihat jawaban ini. Ini memberi Anda grafik yang bagus: engineering.stackexchange.com/a/490/33

— hazzey

Jika tidak ada penjelasan di tautan yang diduga duplikat, tidak ada jawaban untuk pertanyaan itu. Namun, chard itu memberikan info detail dari setiap bahan, berapa kepadatan dan kekuatannya.

— AirCraft Lover

Coba lihat magnesium

— Fred

Jawaban:

Pertanyaan Anda tidak memiliki jawaban yang pasti, karena materi paling ringan yang dikenal jauh dari yang terkuat. Sebaliknya, ada korelasi antara kepadatan dan kekuatan, yang berarti bahwa secara umum bahan padat lebih kuat daripada yang kurang padat.

Anda mungkin ingin melihat diagram Ashby, plot di mana dua properti diplot satu sama lain untuk banyak bahan. Dalam hal ini disarankan Diagram Kekuatan-Kepadatan.

Di situs ini , Anda dapat menemukan berbagai plot ini.

Angka "numerik" yang kedua mungkin adalah mencari panjang bahan yang pecah , yang merupakan perhitungan teoritis untuk berapa lama batang yang bisa Anda buat dari bahan tertentu sampai ia gagal karena beratnya sendiri. Ada beberapa angka yang mencengangkan.

$F_T=\rho\cdot A\cdot g\cdot L$ $\rho$ $A$ $g$ $L$ $F_R=R\cdot A$ $R$

F_{T} = ρ \cdot A \cdot g \cdot L = R \cdot A = F_{R}

$F_T=\rho\cdot A\cdot g\cdot L = R\cdot A = F_R$

L

$L$

L = \frac{R}{ρ \cdot g}

$L=\frac{R}{\rho\cdot g}$

g

$g$

$=\frac{R}{\rho}$

— Andrew
sumber

Jika Anda meminta 2 bahan berbeda, yang paling ringan dan paling kuat, ...

Bahan yang paling ringan adalah gas hidrogen (2g / mol, atau 2g / 24l pada kondisi normal). Logam murni paling ringan adalah lithium (nomor 3 dalam tabel periodik, bahkan lebih ringan dari gas oksigen). Menurut sumber ini , kisi tabung fosfor nikel (Microlattice) adalah yang paling ringan. Tidak ada informasi yang diberikan tentang angka pastinya

Menurut sumber # 2 , graphene (praktis karbon) adalah bahan terkuat yang diketahui umat manusia (tentu saja, memproduksinya sangat mahal).

Tetapi, jika Anda meminta bahan paling ringan di antara bahan terkuat, berdasarkan persyaratan yang ditetapkan, maka tidak ada data yang cukup untuk menjawabnya.

— Kamerad
sumber