都说石墨烯的硬度比金刚石要大，那石墨烯的硬度到底是多少?

2025-03-31 17:24:18

推荐回答（5个）

回答1：

石墨烯的理论杨氏模量达1.0TPa，而日常生活中的橡胶，只有几千兆帕，杨氏模量是衡量强度的指标。

石墨烯是已知强度最高的材料之一，同时还具有很好的韧性，且可以弯曲，石墨烯的理论杨氏模量达1.0TPa，固有的拉伸强度为130GPa。而利用氢等离子改性的还原石墨烯也具有非常好的强度，平均模量可大0.25TPa。由石墨烯薄片组成的石墨纸拥有很多的孔，因而石墨纸显得很脆，然而，经氧化得到功能化石墨烯，再由功能化石墨烯做成石墨纸则会异常坚固强韧。

扩展资料：

石墨烯的主要应用

（1）储氢材料

石墨烯具有质量轻、高化学稳定性和高比表面积等优点，使之成为储氢材料的最佳候选者。

（2）航空航天

由于高导电性、高强度、超轻薄等特性，石墨烯在航天军工领域的应用优势也是极为突出的。2014年，美国NASA开发出应用于航天领域的石墨烯传感器，就能很好的对地球高空大气层的微量元素、航天器上的结构性缺陷等进行检测。而石墨烯在超轻型飞机材料等潜在应用上也将发挥更重要的作用。

（3）感光元件

以石墨烯作为感光元件材质的新型感光元件，可望透过特殊结构，让感光能力比现有CMOS或CCD提高上千倍，而且损耗的能源也仅需原本10%。可应用在监视器与卫星成像领域中，可以应用于照相机、智能手机等。

参考资料：

百度百科-石墨烯

回答2：

石墨烯是一种二维晶体，是人类已知强度最高的物质，比钻石还坚硬，强度比世界上最好的钢铁还要高上100倍。哥伦比亚大学的物理学家对石墨烯的机械特性进行了全面的研究。在试验过程中，他们选取了一些之间在10—20微米的石墨烯微粒作为研究对象。研究人员先是将这些石墨烯样品放在了一个表面被钻有小孔的晶体薄板上，这些孔的直径在1—1.5微米之间。之后，他们用金刚石制成的探针对这些放置在小孔上的石墨烯施加压力，以测试它们的承受能力。

　　研究人员发现，在石墨烯样品微粒开始碎裂前，它们每100纳米距离上可承受的最大压力居然达到了大约2.9微牛。据科学家们测算，这一结果相当于要施加55牛顿的压力才能使1米长的石墨烯断裂。如果物理学家们能制取出厚度相当于普通食品塑料包装袋的（厚度约100纳米）石墨烯，那么需要施加差不多两万牛的压力才能将其扯断。换句话说，如果用石墨烯制成包装袋，那么它将能承受大约两吨重的物品。

回答3：

石墨烯强度高

回答4：

110GPa～121GPa

回答5：

2018-06-10
石墨烯“硬”不等于硬度大，而是指强度大。石墨烯硬度不大，但延展性很好！
石墨烯断裂强度比最好的钢材还要高 200 倍，同时它又有很好的弹性，拉伸幅度能达到自身尺寸的 20%。其实，这里涉及两个不同的概念，一个是「强度」，这是力学概念，一个是「硬度」，属于物理概念。石墨烯的“硬”，是指强度高，衡量强度的指标是「杨氏模量」，根据杨氏模量的高低可以把物质分为硬物质和软物质。石墨烯的模量非常高，可达 1Tpa，是材料里最高的，所以石墨烯是硬物质，可以说是很硬。相应的像橡胶这些，模量只有几千帕，就是软物质，很软。
材料力学上有刚度、强度、韧度、硬度等不同物理概念，这与我们通常讲的硬与软有区别。从通俗意义上说，石墨烯的“硬”指的是石墨烯的强度很好，就是它抗断裂的能力很强，这也和它的韧性很好有关系，因为容易延展而不断裂。模量就是代表了材料能被拉伸的容易程度。
其次，不可能单独存在，必须以复材方式作成产品，而石墨烯复材硬度也没有比较好，我看到的都是韧性有增加。事实上，石墨烯面内的拉伸强度比较大而已，这个还是算出来的，好像没有什么实验验证，因为制取大片石墨烯分离出来是很难的。再者，这个硬度必须考虑作用力的方向。有人说石墨烯强度比钻石大的话，那应该讨论的是两碳原子之间键的强度。石墨烯是二维六角网格状，键强度比在三维网格中的要强。但考虑到大块材料的话，钻石各个方向上强度都较高，而石墨烯在第三个维度就是渣渣了。石墨烯受到剪切力的时候非常脆弱，一碰就碎。我们用生物破碎设备可以把石墨烯从 200 微米震成 200 纳米，我就不相信可以把钻石震碎就是这个道理。实际上比较一种二维材料和一种三维材料的相对硬度都是没有多大意义的。

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