世界上的物質(zhì)千千萬，但都有一個共性，就是有軟硬之分 。面包比較軟，石頭就比較硬 。我們用牙齒能夠很輕松地咬碎面包，但卻很難咬碎石頭，比較硬的物體最明顯的表現(xiàn)就是不容易產(chǎn)生形變 。
為了確定不同物質(zhì)的軟硬程度，物理學家們用硬度來表示 。硬度是各類材料的力學性能指標之一 。當然，只有固體才有硬度，氣體和液體是沒有硬度的 。比如液態(tài)水就沒有硬度，當它結(jié)成冰時就有硬度了 。一般用固體對外界物體入侵的局部抵抗能力來確定硬度大小 。
由于對硬度測試的標準不同，國際上有很多種硬度指標，有莫氏硬度（劃痕硬度）、布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度、顯微硬度等十余種 。
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常言道，過剛易折 。硬度比較高的物體，通常韌性比較低，脆性大 。比如鉆石和玻璃雖然硬度很高，但卻很容易碎 。
已知地球上最硬的金屬是鉻，化學符號Cr，在元素周期表中的原子序數(shù)為24 。鉻的化合物都有顏色，而單質(zhì)為鋼灰色金屬 。鉻主要存在于鉻鉛礦中，在自然界中極少以游離狀態(tài)存在 。
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在常溫條件下，最硬的合金則是鎢鋼，這種材料通常被用來制作鉆頭等切削工具 。
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自然界中最硬的物質(zhì)則是碳的同素異形體，也就是鉆石，或者叫金剛石，它比上面的說到的物體都要硬 。它是地球上天然存在的最硬的物質(zhì) 。鉆石擁有非常穩(wěn)定的晶體構(gòu)造，所以非常堅硬 。
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同素異形體均由同一種化學元素組成，只是分子或者原子的排列方式不同 。除了鉆石，碳的同素異形體還有石墨、石墨烯等 。
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正是因為它的硬度比自然界中大多數(shù)物質(zhì)的硬度都要高，所以可以被用來制作成切割工具，可以輕松劃開玻璃這類硬度很高的物體 。
在人造材料中，比鉆石、鉻、鎢鋼還硬的物質(zhì)有很多，比如氮化碳、石墨烯、碳炔，這些超硬的物質(zhì)通常并不天然存在于自然界中 。氮化碳和鉆石的硬度旗鼓相當 。石墨烯，大家都很熟悉，它的硬度比鉆石還硬 。
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碳炔則是近些年新發(fā)明的人造材料，是地球上已知最硬的材料 。它由碳原子聚集形成鏈，再連接在一起所形成的材料，硬度是石墨烯的2倍 。不過，這種材料的化學結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，目前還只能在實驗室中小批量制作，能否擁有實用性，還很難說 。
不管是天然存在的還是人造的，上面說的這些物質(zhì)都是地球上最硬的，而在廣袤無垠的宇宙中還存在遠超我們想象的超硬物質(zhì) 。
根據(jù)定義，物體抵抗外物侵入的能力越強，它的硬度也就越高 。那么，在宇宙中最硬的物質(zhì)應該存在于中子星上 。
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對于一個物體，不管它由哪些元素構(gòu)成，當它被不斷地壓縮再壓縮，密度就會大得驚人 。物體之所以能夠被壓縮，就是因為看似密實的物體內(nèi)部實際上存在很多空隙 。在超強的壓力作用下，不僅物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)能被破壞掉，連原子結(jié)構(gòu)也會被破壞，最終核外電子被擠壓進原子核內(nèi)部，與原子核內(nèi)的質(zhì)子結(jié)合形成中子 。當物質(zhì)處于這種狀態(tài)時，就被稱作中子態(tài) 。
中子星作為宇宙中已知密度第二大的天體，每立方厘米的質(zhì)量高達10億噸，僅次于黑洞 。有的人可能對此不理解，這么說吧，原子核也是這個密度大小 。中子星就像一個巨大的由中子構(gòu)成的原子核 。
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