Questão:
A lâmina e o eixo da faca podem ser feitos de 100% diamante?
James Jenkins
2015-02-23 17:57:49 UTC
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Estou lendo um romance que se passa no futuro. Um planeta foi encontrado onde existem extensos depósitos de diamantes. Presumivelmente, o diamante é extraído da mesma forma que o mármore aqui na terra (não há muitos detalhes sobre isso).

Um personagem tem uma faca em que a lâmina / haste é uma única peça de diamante. Em 2015, aqui na Terra, você pode comprar facas com lâmina de diamante, mas parecem ser todas de aço (sem diamantes por comentário de @mart). Existem algumas lâminas de serra com pedaços de diamante anexados a uma lâmina de aço.

Supondo que grandes quantidades de materiais com preços razoáveis, seria possível projetar e fabricar uma faca funcional feita de uma única seção de diamante (tudo menos a alça)?

na verdade, o artigo relacionado é sobre uma faca forjada de uma maneira especial, não sobre uma com diamantes de verdade presos à lâmina. O diamante AFAIK é aplicado em ferramentas como pó e é usado como um agente de desbaste, não para formar lâminas.
Eu acredito que você está correto, pergunta atualizada.
[Micrótomos de diamante] (http://en.wikipedia.org/wiki/Diamond_knife) (usados ​​com frequência em biologia para criar microssecções ultrafinas para microscopia eletrônica) estão mais próximos de sua faca presumida (são 100% diamantes ao longo do corte superfície) em vez de lâminas com grão de diamante.
É claro que as armas estão em uma batalha permanente com armaduras, e armas de diamante não funcionam bem contra armaduras - especialmente se essa armadura usar escamas de diamante. Flocos de diamante serão muito baratos e sem graça, muitas armas afiadas.
Seis respostas:
#1
+10
The Spooniest
2015-02-24 00:38:23 UTC
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Você poderia transformar diamante puro em algo com a forma de uma faca, mas não seria uma faca muito boa . Os diamantes são duros, mas frágeis. A lâmina quebraria muito antes de sua lâmina ficar cega, mas isso é indiscutivelmente pior: você pode afiar uma lâmina cega, mas uma lâmina quebrada (especialmente uma que não seja feita de um material que possa ser derretido e reforjado) se torna essencialmente inútil. >

Se for uma história, um possível objeto de pesquisa pode ser o macahuitl : uma arma semelhante a uma espada usada pelos astecas . O corpo principal dessa arma era uma haste simples de madeira com ranhuras ao longo de sua borda, mas pequenas lâminas de obsidiana afiada seriam encaixadas nas ranhuras. Uma lâmina poderia lascar ou quebrar, mas a própria arma permaneceria intacta na maioria dos golpes, enquanto a obsidiana afiada como bisturi poderia cortar ainda melhor do que metal (sério: obsidiana é uma coisa perigosa). As "facas de diamante" modernas funcionam de acordo com um princípio semelhante: apenas a borda é feita de diamante, enquanto o corpo principal é feito de metal ou algo que não seja tão sujeito a se quebrar.

Para Para fins de uma história, eu poderia imaginar o conceito de faca de diamante sendo ampliado em uma espécie de "neo-macahuitl" que usava lâminas de diamante . O corpo principal da arma pode ser feito de metal, borracha dura ou qualquer outro material de resistência suficiente e, em seguida, pequenas lâminas de diamante (todas de diamante ou metal com pontas de diamante) podem ser encaixadas nele. Pode até ser possível tornar as lâminas substituíveis.

#2
+5
Fred
2015-02-23 20:05:56 UTC
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O primeiro critério seria obter um diamante, ou fragmento de diamante, grande o suficiente para fazer uma faca. Só porque esse diamante não foi encontrado na Terra, não significa que não possa existir em outro lugar. Anos atrás, astrônomos encontraram uma estrela de diamante com 4.000 km de diâmetro. Outra fonte afirma um "cadáver de uma estrela" com 55.000 km de diâmetro (cinco vezes o diâmetro da Terra) feito de carbono e oxigênio "provavelmente de natureza cristalina, como um diamante".

Para moldar uma faca, com um cabo combinado, a partir de um único diamante exigiria um desbaste e polimento muito cuidadosos. Isso exigiria muito esforço e tempo, mas não seria impossível. É assim que as gemas são cortadas dos diamantes brutos. Muito cuidado seria necessário para evitar que o diamante se estilhaçasse. É um procedimento delicado que requer habilidade, as ferramentas certas, os procedimentos corretos e experiência.

Depois que a faca foi moldada, ela precisaria ser polida; algo que já foi feito em uma escala menor.

Um problema com uma faca feita inteiramente de diamante é quão útil ela seria e se quebraria se caísse ou se atingiu outro item rígido com força, visto que diamante é quebradiço.

Dureza! = Indestrutível. Lembro-me de ter ficado muito desapontado porque minha aliança de casamento de tungstênio não era à prova de balas.
@DougDawson Eu conheço o sentimento, quanto tempo sua esposa esperou antes de atirar em você?
@BigHomie, hahahaha, inscreveu-se em engineering.stackexcange apenas para votar a favor do seu comentário
#3
+4
Olin Lathrop
2015-02-23 20:28:27 UTC
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Trabalhar um grande pedaço de diamante bruto em uma lâmina de faca é teoricamente possível. Poderíamos fazer isso hoje na Terra, embora o processo não fosse barato.

O maior problema que vejo é que, embora o diamante mantenha uma lâmina afiada, é muito frágil para fazer uma lâmina de faca útil, exceto talvez para aplicações especiais onde a faca não será submetida a outras tensões na lâmina, e a nitidez absoluta é realmente muito importante.

Outras propriedades do diamante que você pode querer explorar são que ele é muito bom condutor de calor, pode suportar altas temperaturas, é transparente e tem um alto índice de refração. Eu me concentraria em explorar essas características em um romance de ficção científica em que o material em si é barato e abundante. Existem maneiras muito mais interessantes de usar diamante barato do que fazer lâminas de faca com ele.

O diamante pode resistir a altas atmosferas, mas não em uma atmosfera de oxigênio.
@Diet: Não vejo como a altura da atmosfera tem algo a ver com isso. Nossa própria atmosfera contém uma quantidade significativa de oxigênio e os diamantes não são afetados por ela, então seu ponto de vista faz pouco sentido. É claro que não podemos saber se você considera nossa atmosfera "alta" ou não.
Isso é um erro de digitação ... Eu queria escrever "altas temperaturas". O diamante queima em altas temperaturas na presença de oxigênio.
#4
+4
talrnu
2015-02-24 03:08:58 UTC
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Já existem métodos para a criação de diamantes artificiais de tamanho considerável a partir das formas mais comuns de carbono. Algumas empresas até oferecem um serviço onde você pode enviar as cinzas de um familiar ou animal de estimação para serem comprimidas em um diamante para a fabricação de joias. É razoável acreditar que esse processo poderia ser ampliado e especializado para formar outras formas, como uma faca. Isso não vai mitigar nenhuma das limitações materiais que outras respostas já detalharam. Isso só vai facilitar a obtenção de um diamante em forma de faca.

#5
+3
Will Stone
2016-04-27 13:14:27 UTC
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A resposta é não , e a formulação é a chave.

"assumindo grandes quantidades de materiais com preços razoáveis" (estão disponíveis)

Então sim, certamente seria possível fabricar uma faca feita de uma única seção de diamante. Como @nick-t comentou, existem facas de diamante e são usadas na ultramicrotomia, o corte de uma substância em fatias extremamente finas para uso em microscopia eletrônica de transmissão. O eixo não é de diamante neste caso, e a lâmina de diamante é cercada por metal como um suporte de montagem, mas essas são diferenças solucionáveis ​​que existem principalmente por razões de custo. Presumindo que grandes quantidades de diamantes com qualidade de gema tenham preços razoáveis ​​e estejam disponíveis, não há problema.

Isso, no entanto, não tem solução:

... a faca funcional ...

(ênfase adicionada)

O diamante não cria uma faca funcional. Existem facas de cerâmica feitas de óxido de alumínio ou outros materiais muito duros, você provavelmente já as usou. Eles não são bons (comparados ao aço), pois exibem microchip quase invariavelmente. O mesmo problema incomoda os usuários de facas de vidro e de obsidiana; As facas de diamante têm como objetivo retardar esse problema, e o fazem, mas isso está nas mãos de profissionais que fazem cirurgias, ou em uma máquina. Em um cenário de uso normal, fora do mundo, uma faca de diamante iria falhar quase instantaneamente. A treliça cristalina do diamante, que dá ao diamante sua dureza, também causa essa fragilidade; então o problema é inerente aos diamantes.

Os

testadores CATRA são amplamente utilizados na indústria de facas, pelo menos entre os fabricantes maiores. Eles também são amplamente conhecidos por serem imprecisos em testes de alguns aços, especialmente cerâmicas; o problema surge porque um ser humano não pode cortar com a mesma precisão que uma máquina pode, e não pode impedir totalmente as forças laterais. Uma faca de diamante sem dúvida teria um resultado maravilhoso nos testes CATRA, assim como os aços ultraduros; mas, na realidade, eles não seriam funcionais.

#6
  0
Thrakorzog
2018-12-22 23:16:37 UTC
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Todo material troca dureza por tenacidade. Quanto mais difícil, mais frágil. Alguns materiais podem ser tratados ou combinados (ligados) para fazer algo com as características desejadas, mas um material puro está sujeito às limitações do material.

Uma faca quebradiça não é uma faca funcional. É um objeto em forma de faca. Isso é perfeitamente utilizável em um uso único (ou curto) até que as fraturas o tornem inutilizável. Também é perfeitamente adequado para uma decoração de parede ... daria uma peça de arte interessante, especialmente se bem iluminada.

Facas / pontas (fragmentos longos) feitos de diamantes podem ser usados ​​como "facas" de arremesso. Essa seria uma arma de diamante de uso único.

Não é um material adequado.

Na minha experiência, o tratamento térmico de uma liga (como o aço) é o melhor maneira de obter um equilíbrio entre resistência e dureza para uma faca funcional de uso a longo prazo.



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