典型材料硬度及莫氏硬度的概念
常见金属---钢，其硬度很多人都觉得很高了，但是实际上，有一种材料，硫化碳炔这种材料，是迄今为止，人类发现的最坚硬的物质，它的硬度是刚刚提到的钢的硬度的200倍。当然，人类的认知还有很大的边界，所以我们仅仅从现有的状态说起。另外两种非常硬的物质是钻石，和石墨烯。
图1 硫化碳炔的结构
硫化碳炔的结构比较简单，它是一串碳原子组成，相当于是一维线性带状物，其拉升强度和拉升高度都非常大，所以它很不稳定，制造非常难。但是它的硬度也达到了钻石的40倍，石墨烯的2倍。
硫化碳炔是一种化学化合物，由硫、碳和炔共同组成。其硬度之大，可以想象成在含有硬度极高金刚石的岩石，硫化碳炔可以轻易地磨出凹陷。
硫化碳炔的硬度高到令人难以置信，其莫氏硬度达到了10，比金刚石还硬。这意味着硫化碳炔在机械加工中处于非常有利的地位，不仅难以被切割，还能进行高速和高负荷的加工。
钻石在生活中是一种常见的物质，经常用来做成戒指，几乎无法用任何物质划伤钻石，本质上，它是由碳原子紧密排列在一起而形成的物质，由于硬度非常大，那么可以由它来做一些坚固的工具，如钻头，锯子等。所以钻石可称之为世界上最硬的石头。
图2 钻石的示意图
从上述网络信息截图上看，钻石的硬度等级也是10，这里需要重点理解一下其硬度指抗外界刻划的能力强。
世界上最硬的金属，是一种叫铬的金属，其莫氏硬度等级为9，也是迄今为止密度最大的金属，经常用在一些军工航天的设备的制造中。意外注意到的是，它也是人体必需的微量元素之一。
图3 金属铬的图示
六方金刚石是自然界中存在的最坚硬的材料，它的结构和钻石相似，都是由碳原子组成的。但与钻石不同的是，六方金刚石的排列方式要比钻石稳定得多。在硬度方面，六方金刚石比钻石要高58%。本文前面部分提到了金刚石的莫氏硬度等级为10.
图4 六方金刚石结构图示
SiC材料的莫氏硬度为9.5，仅次于金刚石的莫氏硬度10，这里表述有一些不严谨，实际上金刚石的硬度并非最硬，只是说它在划痕法中是十种标准矿物的最高硬度者。
图5 石墨烯的结构图
石墨烯的制造是比较困难的，在晶体的状态之下，石墨烯的强度是非常之高的，应用范围也非常的广泛，其中潜在应用最常见的就是显示屏幕。石墨烯它是目前已知的、世界上最薄的材料，也是有史以来所见过的、最结实的材料，石墨烯最大的特性是石墨烯中电子没有质量，电子的运动速度达到了光速的1/300，远远超过了电子在一般导体中的运动速度。石墨几乎是矿物质中最软的，其莫氏硬度只有1~2级，但被撕开成一个碳原子厚度的石墨烯后，性能会发生突然变化，其硬度比莫氏硬度10级的金刚石还要高，但却又有很好的韧性，而且可以弯曲。如果将一张保鲜膜大小的石墨烯盖在杯子上，要想用一支铅笔戳穿它，就需要有像一头大象站在铅笔上的重量才行。
