Intrinsic hardness of crystalline solids

Abstract

The current status of various theoretical approaches to the prediction of material hardness has been reviewed. It is shown that the simple empirical correlation with the shear moduli generally provide very good estimates of the Vickers hardness. Semi-empirical models based solely on the strength of the chemical bonds, although performed as well, are theoretically incomplete. First-principles calculations of the ideal stress and shear strength is perhaps the most reliable and theoretically sound approach available to compare theoretical predictions with experiment.

Розглянуто сучасний стан різних теоретичних підходів до прогнозування твердості матеріалів. Показано, що проста емпірична кореляція з модулем зсуву звичайно дає дуже хорошу оцінку твердості за Віккерсом. Розроблені також напівемпіричні моделі, основані виключно на міцності хімічного зв’язку, є теоретично неповними. Розрахунки з перших принципів ідеального напруження і міцності на зсув є, мабуть, найбільш надійним і теоретично обґрунтованим підходом для порівняння теоретичних прогнозів з експериментальними результатами.

Рассмотрено современное состояние различных теоретических подходов к прогнозированию твердости материалов. Показано, что простая эмпирическая корреляция с модулем сдвига обычно дает очень хорошую оценку твердости по Виккерсу. Разработанные также полуэмпирические модели, основанные исключительно на прочности химических связей, являются теоретически неполными. Расчеты из первых принципов идеального напряжения и прочности на сдвиг представляют собой, вероятно, наиболее надежный и теоретически обоснованный подход для сравнения теоретических прогнозов с экспериментальными результатами.