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सामग्री, धातु और गैर-धातु दोनों का उल्लेख करते समय कठोरता एक सापेक्ष शब्द है। सामान्य तौर पर, कठोरता में एक उच्च गलनांक, खरोंच प्रतिरोध और दबाव में विकृत होने के लिए उच्च प्रतिरोध शामिल होता है। क्रोमियम तांबा और लोहा जैसे क्षारीय धातुओं, सोडियम सहित क्षार धातुओं, और बाद के रूप में बाद के संक्रमण धातुओं की तुलना में सबसे कठोर धातु तत्वों में से है। हालांकि, धातुओं और अन्य तत्वों के यौगिक और मिश्र उनके शुद्ध अवस्था में उन लोगों की तुलना में कठिन हो सकते हैं।
कठोरता का पैमाना
कठोरता एक ऐसी संपत्ति है जो पहली बार में सरल लगती है लेकिन इसमें जटिल पहलू होते हैं जो सावधानीपूर्वक अध्ययन के अंतर्गत आते हैं। सामग्री की कठोरता की दर और तुलना करने के लिए, वैज्ञानिकों ने कई परीक्षण और माप तराजू तैयार किए हैं। उदाहरण के लिए, मोह पैमाने एक सापेक्ष रेटिंग प्रणाली है जो सामग्री के खरोंच प्रतिरोध की तुलना करती है। इसलिए यदि सामग्री A पदार्थ B को खरोंच सकती है, तो A को B से कठिन होना चाहिए, और A को एक उच्च मोह संख्या प्राप्त होती है। सबसे कठोर मोहस-रेटेड पदार्थ 10 के स्कोर के साथ हीरा है, और सबसे नरम 1 की रेटिंग के साथ तालक है। विकर्स स्केल एक सही पिरामिड के आकार में एक हीरे के संकेतक का उपयोग करता है, जिसे तब 10 के लिए परीक्षण सामग्री में दबाया जाता है। 15 सेकंड के लिए और VHN या विकर्स कठोरता संख्या के रूप में रिपोर्ट किया गया।
स्टील मिश्र
स्टील लोहा, कार्बन और अन्य सामग्रियों का एक मिश्र धातु है; स्टील्स की एक श्रृंखला कठोरता सहित विभिन्न गुणों की एक किस्म प्रदान करती है। क्रोमियम को संक्षारण और रासायनिक प्रतिरोध के साथ-साथ सख्त और उच्च तापमान की ताकत बढ़ाने के लिए जोड़ा जाता है। बोरान, निकल, मोलिब्डेनम, नाइओबियम और टाइटेनियम सभी मजबूती और गुणों को जोड़ सकते हैं। इन विभिन्न पदार्थों के संयोजन से कुछ कठिन-ज्ञात धातुओं का उत्पादन किया जा सकता है।
टंगस्टन कार्बाइड
टंगस्टन कार्बाइड 857 85.7 प्रतिशत टंगस्टन कार्बाइड, 9.5 प्रतिशत निकल, 1.8 प्रतिशत टैंटलम, 1.5 प्रतिशत टाइटेनियम, 1 प्रतिशत नाइओबियम और 0.3 प्रतिशत क्रोमियम से बना है। इस प्रकार के टंगस्टन कार्बाइड का माप 8 से 9 के बीच मोह पैमाने पर होता है। यह टाइटेनियम की तुलना में चार गुना कठिन है।
क्रोमियम
8.5 के एमओएस रेटिंग के साथ, क्रोमियम सबसे कठिन शुद्ध तात्विक धातु है; हालांकि, जो स्टील्स क्रोमियम का उपयोग करते हैं, वे तत्व की तुलना में कठिन हैं। स्टील्स में महत्वपूर्ण कठोरता को जोड़ने के लिए क्रोमियम की केवल ट्रेस मात्रा की आवश्यकता होती है। मिश्र धातुओं में इसके उपयोग के अलावा, क्रोम चढ़ाना धातु की एक पतली कोटिंग को अन्य सामग्रियों में जोड़ता है, एक चमकदार, कठोर बाहरी "शेल" प्रदान करता है जो जंग को भी रोकता है।
धातु के यौगिक
जब अन्य तत्वों के साथ रासायनिक रूप से संयुक्त होता है, तो कुछ धातुएं अत्यंत कठोर पदार्थ पैदा कर सकती हैं। उदाहरण के लिए, दुर्लभ धातु रेनियम और ऑस्मियम बोरॉन के साथ मिलकर ऐसे यौगिक बनाते हैं जो स्टील की तुलना में बहुत कठिन होते हैं; वास्तव में, ऑस्मियम डाइबोराइड हीरे को खरोंच करने के लिए जाना जाता है, जो सबसे कठिन पदार्थ है जो स्वाभाविक रूप से होता है।