一円玉の表面はコランダム？

質問

硬度９のコランダムは酸化アルミで出来ている。
一円玉はアルミ製で表面は酸化皮膜。

ということは、一円玉は硬度９ですか？

回答No.3

kenojisan · ベストアンサー

既にNo1,No2の方がおっしゃってますが、もう少し詳しく説明してみます。
まず、アルミニウムは表面に薄く稠密な酸化皮膜が出来ることが良く知られている金属です。そのおかげで、アルミニウムのような酸化反応を激しく起こす金属なのに、大気中でも安定に使えるわけです。
一般に自然酸化に任せたアルミニウムの場合には、酸化被膜の構造はアモルファスと呼ばれる非結晶構造になりやすいです。
このアモルファス構造もけっこう硬度が高い場合が多いのですが、コランダム（サファイア）ほど硬くはないと思われます。
しかし、実際にはアルミニウム表面は傷が付きやすく決して硬くありません。これは、酸化被膜の厚さが非常に薄く（おそらくミクロン以下の厚さでしょう）、さらに酸化被膜を支える内部の金属アルミニウムが非常に柔らかいために、簡単に表面部分がはぎ取られてしまうからです。。
従って、表面の酸化アルミニウム部分だけを取り出して、ミクロな硬度計測が出来れば、そこそこ大きな硬度が得られると思いますが、通常のマクロな測定法では金属アルミニウムとしての硬度しか得られないと思いますよ。

お礼

詳しい説明ありがとうございます。結晶構造で多少硬度が下がり、さらに皮膜が薄いので中の純アルミに影響されるということですね。
一応実験してみました。一円玉で水晶(硬度７)をこすった結果：水晶に傷一つなし。

回答No.2

Anthocyanin

炭とダイアモンドはどちらも同じく炭素でできているのに硬度はまったく違いますよね。これは結晶の構造が違うからです。

同じようにコランダムは六方最密充填型構造（コランダム型構造）であるため硬度が９であり、単なる酸化アルミはそれに遠く及ばないのではないでしょうか？

お礼

なるほど、結晶構造が違うのですか。
それは思いつきませんでした。ありがとうございます。

回答No.1

パんだ パンだ（@Josquin）

面白いことを考えますね。
確かに硬度９なのかもしれません。
でも、それは表面だけのことです。

例えば、コップに水を入れて凍らせたとき、表面に厚さ0.5mmの氷が出来ただけの状態では簡単に氷は割れてしまいますよね。厚さが２cmぐらいになったらなかなか割れません。

１円玉の表面が硬度９だとしても、その酸化皮膜は非常に薄いので、簡単に破れてしまいます。

補足

それは考えましたが、硬度というのは元々表面的なものではないでしょうか。
表面を傷つけないように慎重にやれば皮膜の薄さは関係ないのではと思いまして。