Mit einer Janka-Härte von 5.060 lbf wird die Australian Buloke gilt als das härteste Holz der Welt. Im Vergleich zu anderen Materialien ergibt es jedoch immer noch eine schwächere Druckfestigkeit und einen schwächeren Bruchmodul als Stahl und eine signifikant geringere Druckfestigkeit als Beton .
Obwohl ich keine Daten für den Buloke finden konnte, ist die Quebracho -Spezies fast so hart und nur halb so stark wie Stahl diese Messungen. Quebracho hat eine Druckfestigkeit von etwa 12000 lb / in $ ^ 2 $ und einen Bruchmodul von 20000 lb / in $ ^ 2 $, wobei das Stahlmaximum für beide weit über 100000 lb / in $ ^ 2 $ liegt.
- Was ist die härteste Holzrasse, die es auf natürliche Weise oder durch absichtliche genetische Veränderung oder Züchtung geben kann?
- Wo in der modernen Gesellschaft wäre ein solches Material aufgrund seiner physikalischen Eigenschaften praktisch? ( Zusätzliche Berücksichtigung für jede Situation, in der es das beste Material für den Job wäre)
Anmerkungen
- Das physische Erscheinungsbild ist für diese Frage in keiner Weise ein Faktor.
- „Härte“ für die Zwecke dieser Frage bedeutet höchste Janka-Härte.
- Auch wenn die Antwort auf den zweiten Teil lautet, dass sie nicht immer effektiv ist, möchte ich immer noch, dass der erste Teil beantwortet wird.
Kommentare
- Was versuchst du mit dem Holz zu tun, das wird einen großen Einfluss darauf haben, wie t o mach es stärker. Der Bau großer Gebäude mit Holzgewicht ist genauso wichtig wie beispielsweise die Festigkeit. Es ist kein Zufall, dass die größten Bäume der Erde nicht aus dem stärksten Holz bestehen, sondern aus einem Gleichgewicht der Festigkeit in Bezug auf die Leichtigkeit.
- Welche ‚ ist hier erforderlich? Ultimative Härte oder ultimative Haltbarkeit? Etwas Langlebiges aus Holz hätte ein gewisses Maß an Flexibilität, um Spannungen zu absorbieren, ohne zu zerbrechen.
- Druckfestigkeit und Härte sind verschiedene Dinge, und beide unterscheiden sich von der Zugfestigkeit. Beton hat eine gute Druckfestigkeit; Stahl hat eine gute Zugfestigkeit. Aus diesem Grund werden ‚ ‚ häufig kombiniert, um die besten Eigenschaften von beiden zu erzielen. Härte ist nicht dasselbe; Einige sehr harte Materialien können überraschend spröde sein. Da Sie Härte und Festigkeit zu verwechseln scheinen, wäre es wahrscheinlich hilfreich, genau zu klären, nach welchen Eigenschaften von Holz Sie ‚ suchen und nach welchen Anwendungen Sie ‚ überlegen, sie für zu verwenden.
- “ um ‚ maximal etwas mehr als 44000 zu stählen lb / in2 “ Woher bekommen Sie Ihre Stahldaten? Guter Stahl kann 5x (oder stärker) sein. FYI siehe:
ch finde diese Frage schwer zu beantworten. Ich habe Architektur studiert und immer gerne mit Materialien gespielt. Abgesehen von der Ästhetik hat jedes Material seine Vor- und Nachteile, und es gibt kein universell bestes Material. Dies hängt immer von der Anwendung ab.
Antwort
Warum sollte jemand jemals ein „schlechteres“ Material verwenden, um einen bestimmten Job zu erledigen?
Alle Engineering-Projekte versuchen, das zu minimieren Verwendung verschiedener Ressourcen, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen; „schlechtere“ Materialien werden häufig verwendet, da Kosten und Verfügbarkeit die Effektivität der reinen Materialeffizienz bei weitem überwiegen.
Beispielsweise werden Kupferkabel in fast allen elektrischen Anwendungen verwendet. Warum? Weil es ein guter billiger Dirigent ist. Ist es der beste Dirigent? Nein; Die elektrische Leitfähigkeit von Kupfer von $ 0,596 \ cdot 10 ^ 6 / \ text {cm} \ Ω $ beträgt nur etwa 95% des Silbers $ 0,63 \ cdot 10 ^ 6 / \ text {cm} \ Ω $. Was Kupfer für mehr Anwendungen wünschenswerter macht, ist die Tatsache, dass es im Vergleich zu Silber etwa $ \ $ 2,7 / \ text {lb} $ kostet (zwischen 2 und 4 $ / lb in den letzten 5 Jahren) Preisschild $ \ $ 267.8 / \ text {lb} $ (zwischen 200 und 500 \ $ / lb in den letzten 5 Jahren). Tatsächlich versuchen eine Reihe von Anwendungen, auf Aluminiumverkabelung umzusteigen, da Aluminium $ 0,377 \ cdot 10 ist ^ 6 / \ text {cm} \ Ω $ ist immer noch recht vernünftig, da die Kosten von $ \ $ 0,85 / \ text {lb} $ niedriger sind (zwischen 0,65 und 1,20 \ $ / lb in den letzten 5 Jahren).
Beton und Stahl sind im Grunde genommen die Kupfer der Druckfestigkeit bzw. Zugfestigkeit. Sie werden in den meisten Wolkenkratzern und anderen großen Bauprojekten verwendet, weil sie ihre Arbeit zu einem vernünftigen Preis sehr effizient erledigen können. Holz ist in der Regel Wird für kleinere Arbeiten verwendet, bei denen die reine Materialeffizienz weniger wichtig ist als die Kosten, die mit einer höheren Verfügbarkeit und einer einfachen Konstruktion verbunden sind.
Wenn die Kosten nicht der begrenzende Faktor sind, können andere spezifischere Entwurfskriterien existieren. Holz ist ein Dielektrikum (d. H. Nichtmetall) und kann daher bei Anwendungen wünschenswerter sein, bei denen Hochfrequenzreflexionen unerwünscht wären. In ähnlicher Weise ist es nicht magnetisch und wird nicht wie ein Eisenmetall wie Stahl magnetisiert. Holz ist im Vergleich zu Beton und Stahl auch relativ leicht. Es kann nützlich sein, wenn große physikalische Abmessungen weniger wichtig sind als die Materialdichte.
Was ist die härteste Holzrasse, die es geben kann?
Diese Frage ist etwas schwieriger mit Zahlen zu beantworten, aber der Himmel ist die Grenze, wenn Sie ultra-futuristische Ebenen der genetischen Veränderung zulassen.
Holz ist im Verhältnis zu seinem Gewicht so stark, weil es im Wesentlichen ein ist natürlich wachsendes Metamaterial. Die Zellen der Pflanze haben Wände aus Cellulosefasern und verknüpften Ligninpolymeren (die eine hohe Zug- bzw. Druckfestigkeit aufweisen) und bilden eine Matrix aus sich wiederholenden Kästen, die selbst nach vielem eine große Menge an Steifheit ermöglicht Das innere Wassergewicht der Zellen wurde ausgetrocknet. Um den Organismus stärker zu machen, müsste nur ein besserer organischer Ersatz für Cellulose und Lignin (und / oder optimierte Versionen) entwickelt werden. Kohlenstoffnanoröhren oder Graphenschichten sind hier nicht völlig ausgeschlossen. Darüber hinaus ist die Gestaltung effizienterer Metamaterialstrukturen ein weiterer Weg, um die Schüttguteigenschaften von Holz zu verbessern. Die Zellulose und das Lignin von Holz bilden eine Matrix aus meist rechteckigen Bausteinen, bei der es sich im Wesentlichen um ein einfaches kubisches Kristallgitter handelt, das aus extrazellulären Zellwänden besteht. Technische Anlagen mit einer komplexeren intrazellulären Stützstruktur könnten es diesen Strukturen ermöglichen, diamantkubischen Gitterstrukturen ähnlicher zu werden und die Festigkeit um einiges zu erhöhen.
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- Wenn Sie ‚ wieder Graphen- / Kohlenstoffbäume züchten, zählt dies natürlich immer noch als “ wood „?
- Wenn Nanobots ein Gerüst aus Kohlenstoffnanostrukturen bilden, haben Sie eher eine Nanofabrik als einen “ -Baum “ Es gibt also ‚ wenig Sinn, das Material “ wood „. Wenn Sie jedoch immer noch einen Baum haben, der durch Stapeln von Zellen nach Zellen wächst und einfach Nanoröhren als optimal dengierte Zellulose in den Zellwänden verwendet, warum nennen Sie ihn dann nicht Holz?
- Ein weiteres gutes Beispiel Die Verkabelung wäre Aluminium, das tatsächlich leichter und billiger als Kupfer für die Verkabelung ist und aus diesen Gründen für lange Freileitungen verwendet wird, aber eine Reihe von Nachteilen aufweist das glich das für viele andere Anwendungen wie Hausverkabelung und Elektronik aus. Und die andere Seite dieser Medaille ist, dass Aluminium trotz seiner geringeren Leitfähigkeit usw. eine gute Wahl für lange Hochspannungsfreileitungen ist. Aluminium gegen Kupfer ist ein gutes Beispiel für unterschiedliche Vor- und Nachteile in verschiedenen Szenarien.
- @JasonC Im letzten Satz des Absatzes zur Verkabelung wird bereits erwähnt, dass Al sogar billiger als Cu ist und in einigen Anwendungen verwendet wird. ‚ gehe jedoch nicht näher darauf ein, da ich ‚ befürchte, dass zu viele Details diese Frage zu Holz a beantworten könnten wenig zu weit von den Schienen entfernt.
- Die ultra-futuristische genetische Manipulation könnte auch zu einer sehr interessanten Alternative führen, damit Strukturen aus Holz den Organismus am Leben erhalten! Da das Holz so hart wäre, dass es schwer zu ernten und für die Verwendung zu verarbeiten wäre, werden stattdessen die genetisch verbesserten Bäume an Ort und Stelle gepflanzt und in die gewünschte Form gebracht, möglicherweise durch einen Prozess, der externe Werkzeuge wie Beleuchtung und Gitter umfasst.
Antwort
Nicht um die Frage nach dem „härtesten Holz“ zu umgehen, sondern um die Anwendung … Harthölzer werden im Allgemeinen an Orten verwendet, an denen Sie Stärke, aber kein Gewicht wünschen. Dinge wie Werkzeuggriffe, Sportgeräte (z. B. Baseballschläger und Hockeyschläger), Möbel und so weiter.
Ein Kubikfuß Stahl ist unglaublich stark, aber mit 7900 kg / m 3 auch unglaublich schwer. Ein Kubikfuß Hartholz ist normalerweise näher an 800 kg / m 3 ).
Was „das beste Material für den Job“ betrifft, habe ich immer Holzhockeyschläger bevorzugt, aber Holz eingewickelt in Kevlar hilft bei Verschleiß von … Nun … Hockey. Sie sind leicht, leicht flexibel, aber immer noch unglaublich stark. Mein erster Schläger ist mehr als 20 Jahre alt und trotz einiger Beulen aus raueren Spielen immer noch verwendbar.
Was den Bau angeht …Natürlich sind Stahl und Beton stärker und in vielen Fällen haltbarer, aber sie sind „viel schwerer und sie sind auch viel teurer“.
Auch … Das härteste Holz, das möglich ist, hängt wirklich von der Anwendung ab und davon, ob es sich um eine einfache Platte oder eine Verbundlage handelt.
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- Auch: Holz gilt als umweltfreundlicher als Beton / Stahl, kann extremer Kälte besser widerstehen, …
Antwort
Fragen Sie nach dem härtesten oder stärksten Holz? Das sind zwei verschiedene Dinge.
Bubinga ist das stärkste Holz, das ich kenne, mit einem Bruchmodul (Biegung) von 24.410 lb $ _ \ text {f} $ / in $ ^ 2 $ (168,3 MPa), aber die Druckfestigkeit (Kompression) ist nur 10.990 lb $ _ \ text {f} $ / in $ ^ 2 $ (75,8 MPa), weniger als die Hälfte der Biegefestigkeit.
Beachten Sie, dass die Druckfestigkeit stark von der Ausrichtung der abhängt Korn zur Spannung, die Festigkeit kann bis zu zehnmal geringer sein, wenn die Spannung senkrecht zur Korn ist.
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- Möchte füge zwei hinzu Dinge hier: 1) Es kann möglich sein, etwas wie eine hydraulische Presse zu verwenden, um die Würde vorher zu komprimieren, wodurch sie stärker wird. 2) Es kann möglich sein, das Holz stärker zu machen, indem das Wachstum von ‚ überwacht / beeinflusst wird. Z.B. Bei kaltem Wetter würde es langsamer wachsen – also engere Jahresringe und kompakteres Holz. Auch Dinge wie das Entfernen von Zweigen und Ästen können sich darauf auswirken – dies wurde zuvor beispielsweise bei Bäumen durchgeführt, die für Fensterrahmen verwendet werden sollen.
- Es gibt Ipe (“ Brasilianische Walnuss „, obwohl keine echte Walnuss) mit einem Ruputre-Modul von 177 MPa und einer Druckfestigkeit von 93,8 MPa.
Antwort
Lignum vitae wird seit Jahrhunderten in der Technik verwendet. Es ist nicht nur dicht und zäh, sondern hat auch die ungewöhnliche Eigenschaft, selbstschmierend zu sein.
Viele Wasserkraftturbinen sind immer noch hergestellt unter Verwendung von Lignum Vitae für Lager, und viele ältere Wasserkraftwerke sind nach Jahrzehnten noch in Betrieb mit Lignum Vitae Lagern.
Es wurde auch häufig für weniger Beanspruchung / weniger verwendet -Temperaturlager in Autos und anderen Fahrzeugen. Insbesondere Spurstangen- / Spurstangenköpfe wurden in Vorkriegsautos immer aus Lignum Vitae hergestellt, und dies hielt für einige Marken bis in die 1960er Jahre an.
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- Nebenbei: Vor ein paar Jahrzehnten habe ich eine Tour über den Point du Bois Damm am Winnipeg gemacht. Der Damm war 1911 gebaut worden. Die Turbinen hatten eine horizontale Achse mit den stromaufwärtigen Endlagern aus Lignum vitae und waren mit einem Wassertropfen geschmiert. 1983 verwendeten sie noch die ursprünglichen Lager.
- @SherwoodBotsford Interessant – danke!
Antwort
Wenn Sie nur nach dem härtesten Holz suchen, sollten Sie sich versteinertes Holz ansehen.
Es würde Holz ähneln im Aussehen, aber es würde steinartige Festigkeit bieten. Denken Sie daran, es für die Herstellung von Säulen in einem Gebäude zu verwenden. Sie hätten eine Säule, die wie ein Baum aussieht, sich aber wie ein Stein verhält.
Natürlich könnten Sie sie wegen ihres geringen Widerstands kaum als Balken verwenden zur Traktion.
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- Warum? Was bietet versteinertes Holz dem OP? Derzeit ist dies kaum mehr als eine reine Linkantwort, da lediglich ein Teil des Fragentitels wiederholt und dann ein Link zu einem Wikipedia-Artikel erstellt wird.
- @MichaelKj ö rling, danke für deinen Kommentar. Ich habe die Antwort erweitert
- Aber versteinertes Holz ist kein ‚ Holz mehr, es ist ‚ Fels. Nach diesen Kriterien wären holzkörnige Keramikfliesen (früher unter dem Markennamen ‚ Strata ‚ verkauft) noch schwieriger.
- Versteinertes Holz muss nicht ‚ wie Holz aussehen oder braun sein. Ich besitze einige Beispiele in der Farbe von Trockenbauwänden.
- Wie lange dauert es, Holz zu versteinern? Könnten Sie eine Holzkonstruktion (Balken, Fugen usw.) schnitzen und dann das Ganze versteinern und dann die Steinstücke wieder zusammensetzen? Wäre das überhaupt ein Vorteil gegenüber dem Schnitzen von Steinen?
Antwort
In der Materialwissenschaft gibt es dies Bild der gleichen Kraft, die auf verschiedene Materialien mit den gleichen Abmessungen ausgeübt wird.
Die erste Antwort auf die Frage, wie man dafür sorgt, dass es nicht so leicht bricht, ist „die doppelte Materialmenge oder eine Stütze, auf die die Kraft ausgeübt wird“.
Die eigentliche Antwort auf Ihre Frage lautet also nicht wo, sondern warum und wie. Zum Beispiel wurde der Wechsel von Holzschiffen zu Stahl durch die Abmessungen bestimmt, die Stahlschiffe haben könnten. Andererseits waren kleine Schiffe billiger und leichter, wenn aus Glasfaser.
Gleiches gilt für Häuser. Wenn Sie schnell und nicht anspruchsvoll bauen möchten, verwenden Sie Fertighäuser. Holz ist jedoch plastischer und frei verfügbar. So können Sie Ihr Grundstück roden und bereits Material vor Ort haben.
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- Sie haben “ geschrieben. Holz ist jedoch plastischer „. Ich würde bearbeiten, um das fehlende Wort nach ‚ mehr ‚ hinzuzufügen, aber ich ‚ m Ich bin mir nicht sicher, was Sie dort sagen wollten.
- @ Anon234_4521 er ‚ versucht zu sagen, dass das Holz plastischer ist: Kunststoff ɪplastɪk / 2. (von Substanzen oder Materialien) leicht zu formen oder zu formen. (bearbeitet von en.oxforddictionaries.com/definition/plastic
Antwort
Ihre Fragen sind sehr weit gefasst und haben keine eindeutige Antwort. Wie in anderen Antworten erwähnt, hat „Härte“ keine einzige Bedeutung.
Der Wikipedia-Härte-Artikel erwähnt 3 Haupt- „Härtetypen“, aber selbst bei Verwendung eines Messmaschinentyps werden ganz unterschiedliche (und widersprüchliche) Rangfolgen beobachtet. Ein hartes Material ist beispielsweise ziemlich nutzlos, wenn es im Regen oder bei Sonneneinstrahlung weicher wird oder gerade als es altert. Natürlich können Sie eine Oberfläche vor Sonne und Regen (bis zu einem gewissen Grad) schützen, aber es gibt eine ziemlich große Anzahl von Eigenschaften, die eine Substanz haben muss, um „nützlich“ zu sein.
Auch und vollständige Offenlegung hier, ich bin kein Botaniker und habe keine Kenntnis von der Buloke, aber Wikipedia sagt, dass es sich um eine Eisenholzart handelt. Dieselbe Tabelle, in der sie bei> 5000 aufgeführt ist, listet Ironwood bei ~ 3000 auf. Sie muss sehr kritisch sein tak diese Zahlen zum Nennwert. Ironwoods, ich weiß ein (sehr) kleines bisschen darüber. Eine ihrer Eigenschaften ist ihr hoher Ölgehalt. Dies ist gut für die Wasser- (und Insekten-) Abwehr, aber überhaupt nicht gut für das Streichen oder den Kontakt mit anderen Oberflächen, wenn sie zu Flecken neigen, wenn das Öl ausblutet (nicht wenn).
Wie in der vorherigen Antwort angegeben Verwechseln Sie Härte nicht mit Festigkeit. Meine Vermutung für das „härteste“ Holz, das wir züchten / konstruieren könnten, wäre, dass es genauso hart ist wie das härteste bekannte Biomaterial. Ich denke (bin mir aber nicht sicher), ob dies entweder Calcit, Aragonit oder das Material ist, aus dem unser Zahnschmelz besteht, Hydroxylapatit. Es wäre interessant festzustellen, ob Biomaterialien auf Kieselsäurebasis härter wären, ich wäre nicht überrascht (Kieselalgen und Radiolarien bilden Kieselsäurewände). Da Biomaterialien Nanokomposite sind und zehnmal „härter“ sein können als das anorganische Mineral, das sie ableiten von, es ist nicht wirklich möglich (imho) zu sagen, was die Obergrenze für die Härte ist. (Kieselgur wird als Schleifmittel verwendet, daher ist es wahrscheinlich ziemlich schwer.)
Für ein Material zu nützlich sein, es braucht nicht nur eine Reihe von Eigenschaften, um einem bestimmten Bedarf zu entsprechen, sondern die Wirtschaftlichkeit muss günstig sein (was bedeutet, dass das Material gut ist und die Nachfrage auch stark ist).
Der von Ihnen erwähnte Test war ( wahrscheinlich) entworfen (zumindest wurde ausgewählt), um mit Holz in den Anwendungen nützlich zu sein, in denen Holz verwendet wird. Dies bedeutet, dass wahrscheinlich andere Maßnahmen erforderlich wären, bevor ein bestimmtes Holz als hart genug erachtet wird, um in ungewöhnlichen Situationen zu funktionieren , atypischer Weg.
Sie stellen zwei Fragen. Die Antwort auf die erste lautet A. Soweit jetzt bekannt n, Wikipedia-Redakteure wissen mehr als ich, B. Soweit möglich, ist das ziemlich offen. Es ist sicherlich möglich, dass eine Pflanze eine Haut entwickelt, die den harten Materialien der Tierreiche (und der Mikrobiota) ähnelt. Finden Sie das härteste Biomaterial, das der Mensch kennt, und Sie können dort beginnen. Wenn Sie spekulieren möchten, erhöhen Sie die Härte um das 10-fache.
Um die zweite zu beantworten. Sie haben uns nicht alle Eigenschaften gegeben. Wie gesagt, wenn Sie uns eine einzige Eigenschaft geben und fragen, wo sie „nützlich“ sein könnte, werden Sie wahrscheinlich nicht viele prägnante Antworten erhalten. Es ist einfach eine viel zu breite und vage Frage. Wie sie sagen, der Teufel steckt im Detail. Harte Materialien werden im Allgemeinen verwendet, um andere Materialien vor Beschädigungen zu schützen, oder im Gegenteil, sie werden verwendet, um andere Materialien zu beschädigen. Die Verwendung als Oberflächenschichten oder in Schleifmitteln wäre also meine erste Neigung.
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- Ich denke, dass diese Antwort erheblich verbessert würde, wenn Sie sie in Absätze aufteilen, relevante Formatierungen verwenden und ähnliche Kopien bearbeiten Vergleichen Sie writer.stackexchange.com/q/26899/2533 .
- Ich glaube, ich habe den richtigen Absatzabstand, kann aber gerne einen Rollback durchführen die Bearbeitung, wenn Sie nicht einverstanden sind.
Antwort
Ich denke, ich werde „Hardest“ in “ Robust und vielseitig, „weil wir noch keinen Anwendungsfall haben, um die Dinge einzugrenzen. Ein extrem zähes und vielseitiges Holz in Nordamerika ist jedoch das Osage Orange Maclura pomifera . Es ist auch als Heckenbaum bekannt. Es ist auch die Pest von jedem, der das Bedürfnis hat, einen in seinem eigenen Garten niederzuschlagen.
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Der Heckenbaum ist ziemlich zäh , der härteste in Nordamerika mit eine Janka-Härte von 2040, wenn sie grün ist, und es wird härter, wenn sie austrocknet, angeblich bis zu 2700. Dies ist ungefähr doppelt so viel wie die härteste von Oaks. Ich habe gesehen, dass empfohlen wurde, dass Sie schnitzen, wenn das Holz noch grün ist, weil Sie es nicht können, wenn es trocknet.
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Es ist etwas flexibel . In Kombination mit der Härte wird es zu einem begehrten Bogenmacherholz. Indianer würden einen langen Weg zurücklegen, um Gliedmaßen von einer Osage Orange zu ernten für Bögen.
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Es ist sehr resistent gegen Fäulnis Wird häufig für Zaunpfosten verwendet, da es lange, lange unter dem Gefälle (im Boden) hält. Es kommt nicht zu Schimmel oder Schimmelpilzen, die tief in das Holz eindringen. Käfer scheinen auch das Holz zu meiden. Die Frucht wird oft als natürliches Insektenschutzmittel verwendet.
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Es ist dicht . Dieses Holz frisst Kettensägen. I. Ich weiß, dass ich eine in meinem Garten abschneiden musste. Es war ungefähr 12 Jahre alt und es dauerte 3 Kettensägenketten, um durchzukommen. Zugegeben, ich habe eine billige Kettensäge, aber immer noch. Übrigens habe ich immer noch einen großen Teil des Kofferraums ist verdammt schwer und ich möchte etwas damit anfangen, aber ich weiß noch nicht was.
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es brennt heiß ! Wenn es als Brennholz verwendet wird, wird es in BTUs ungefähr doppelt so viel essen wie die meisten Eichenarten. Es knallt viel, also nicht gut in einem offenen Kamin, aber in einem versiegelten Holzofen konnte ich mein Haus bei ungefähr halten 80 Grad Fahrenheit während eines Schneesturms, bei dem es draußen 12 Grad war.
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Es wächst in einer Vielzahl von Klimazonen und Böden . Es wurde im Mittleren Westen verwendet, um Windschutz zu erzeugen und die Bodenerosion während der Staubschale zu unterstützen.
Also für das, was möglich ist Osage Orange Maclura pomifera ist das härteste und vielseitigste Naturholz, das es tatsächlich gibt. Es ist auch eine gute Basis für Jede Art von Affe um Sie herum möchte vielleicht mit seinen Genen zu tun haben.
Antwort
Lassen Sie uns, während wir „Worldbuilding“ betreiben „s setzen eine gewisse Entwicklung in der Gentechnik und die Entwicklung von Proteinen voraus, um die Anordnung von Kohlenstoffatomen in regelmäßigen Strukturen zu katalysieren.
Dann ist es denkbar, dass unser modifizierter Baum zumindest im zellulären Maßstab eine stabile tetraedrische kristalline Form von Kohlenstoff bildet – vielleicht als Zellwände oder als innere Wirbelsäule. Da es sich immer noch um einen Baum handelt, Diese kleinen Strukturen würden wahrscheinlich in eine Cellulosematrix eingebettet sein, die ihre eigenen Schwächen haben könnte.
Dennoch wäre ihre endgültige Härte die ihrer kristallinen Form – Diamant.
Antwort
Südliche lebende Eiche Quercus virginiana hat eine Janka-Härte von 2.980 lbf (12.920 N), siehe http://www.wood-database.com/live-oak/ Nicht ganz so „stark“ wie einige andere Arten, aber historisch gesehen war es ein sehr wichtiger Bestandteil des amerikanischen Schiffbaus, da die langen, geschwungenen Glieder der Hölzer zu Rippen verarbeitet werden konnten und andere Bauhölzer, ohne geschnitzt werden zu müssen. Dies gab dem Rumpf große Kraft. Old Ironsides war ein Beispiel für diese Art von Konstruktion. Lebende Eiche war die Geheimwaffe des amerikanischen Schiffbaus. Ein Teil der Frage nach der Festigkeitshärte hat also mit der erwarteten Form zu tun.
Flugzeugfichte hat eines der höchsten Verhältnisse von Festigkeit zu Gewicht eines natürlichen Materials – etwas anderes Beispiel, aber auch bemerkenswert.
Antwort
Ergänzende Antwort. Holz besteht aus Zellulosefasern. Wie stark ist Cellulose?
Sehr stark. Hier gibt es viele Details: https://www.extremetech.com/extreme/134910-nanocellulose-a-cheap-conductive-stronger-than-kevlar-wonder-material-made-from-wood-pulp . Zitat: „leicht, flexibel, stärker als Stahl, steifer als Kevlar „… Es wird natürlich von einem Baum in einer Struktur erzeugt, die durch Evolution (langfristig) und Umwelt (während der Lebensdauer des Baumes) geschliffen wurde, um für den Baum von bestem Nutzen zu sein. Wir müssen ein bisschen arbeiten, um es in Nanocellulose umzuwandeln, anstatt es nur in Strahlen zu zersägen.
Holz enthält auch einen natürlichen Klebstoff namens Lignin, der Cellulosefasern miteinander verbindet. So wie Cellulose mindestens so stark ist wie unsere besten Kunststoffe, ist Lignin mindestens so gut wie unsere besten Klebstoffe und Harze. Bis vor kurzem war es eine Größenordnung besser, aber unsere Chemiker haben aufgeholt, und jetzt können wir Holz so stark auf Holz kleben, als hätte der Baum das Holz in die gewünschte Form gebracht (*). Geben Sie Brettschichtholz ein. (Schrecklicher Name: eine Kontraktion von geklebtem Laminat, denke ich). Wie auch immer, google „Brettschichtholz“ und du wirst feststellen, dass die Leute jetzt kleine Wolkenkratzer aus Holz bauen und größere planen.Es ist schließlich Gewicht für Gewicht so stark wie Stahl (und kontraintuitiv feuerfester!). Brettschichtholz ist nicht dasselbe wie einfaches Schnittholz, daher fühlen sich Architekten immer noch wohl und zuerst Erfahrung und Vertrauen mit kleineren Strukturen aufbauen.
Dies ist weltbildend, daher sagen Ihnen diese Referenzen, was möglich ist (unter Verwendung von Zellulose). Möglicherweise können wir Bäume mithilfe der Gentechnik neu programmieren, um Holz anzubauen, das unseren eigenen Bedürfnissen besser entspricht. Oder auf einem Planeten mit höherer Schwerkraft hat die Evolution möglicherweise dasselbe getan (andernfalls gibt es auf diesem Planeten keine Bäume). Und es ist sogar möglich, dass es da draußen ein besseres Biopolymer als Cellulose gibt.
(*) Übrigens verwendeten mittelalterliche Baumeister die Formen, die der Baum wuchs. Sie hackten das Holz nicht in willkürlich gerade, aber schwächere Hölzer. Sie bauten bogenförmige Dächer und Schiffe mit natürlich gebogenem Holz. Gelegentlich bastelten sie sogar ein bisschen an der Form, in die der Baum hineinwuchs, während er klein und klein war biegsam, dann warten Sie ein Jahrhundert, um Holz mit den Kurven zu ernten, die sie brauchten. Möglicherweise haben wir jetzt (oder bald) die Biotechnologie, um das Wachstum eines Baumes mit subtileren Mitteln zu steuern, als einen Schössling an ein Gerüst zu binden. Haben wir jedoch die Geduld?
Antwort
Sie sind sich also nicht sicher, welches Holz am härtesten ist, aber hier in Australien die Eisenholzart wurden historisch für Strommasten verwendet. Ihre Dichte und Stärke bedeutet, dass sie sehr widerstandsfähig gegen Fäulnis (weniger ein Problem im Outback) und Termitenbefall (was noch wichtiger ist) sind. Die Verwendung von Stahl ist keine so gute Option, da er Strom leitet. Vor Jahrzehnten waren die Eisenhölzer leichter zugänglich, da man sie aus der Umgebung herausschneiden konnte. Natürlich wurden sie übererntet und als sehr langsam wachsender Baum sind sie kein nachhaltiges Holzprodukt mehr. Außerdem können wir Stahlstangen besser isolieren und aus gegossenem Beton formen.