¿Podría una cuchilla y eje estar hechos de 100% diamante?

Estoy leyendo una novela ambientada en el futuro. Se ha encontrado un planeta donde hay grandes depósitos de diamantes. Presumiblemente, el diamante se extrae de la misma manera que el mármol está aquí en la tierra (no hay muchos detalles al respecto).

Un personaje tiene un cuchillo donde la hoja / eje es una sola pieza de diamante. En 2015, aquí en la Tierra, puedes comprar cuchillos con cuchillas de diamante , pero parecen ser de acero (sin diamantes por comentario de @mart). Hay algunas hojas de sierra que tienen piezas de diamante unidas a una hoja de acero.

Suponiendo grandes cantidades de materiales a precios razonables, ¿sería posible diseñar y fabricar un cuchillo funcional hecho de una sola sección de diamante (todos menos el mango)?

Podrías trabajar el diamante puro en algo con forma de cuchillo, pero no sería un cuchillo muy bueno . Los diamantes son duros, pero quebradizos. La cuchilla se rompería mucho antes de que se afilara su borde, pero esto podría decirse que es peor: puede afilar una cuchilla desafilada, pero una cuchilla rota (especialmente una que no esté hecha de un material que se pueda fundir y volver a formar) se vuelve esencialmente inútil.

Si se trata de una historia, entonces un posible tema de investigación podría ser el macahuitl : un arma con forma de espada utilizada por los aztecas . El cuerpo principal de esta arma era un simple eje de madera con surcos a lo largo de su borde, pero pequeñas cuchillas de obsidiana afilada se colocarían en los surcos. Una cuchilla podría romperse o romperse, pero el arma en sí permanecería intacta durante la mayoría de los golpes, mientras que la obsidiana afilada con bisturí podría cortar incluso mejor que el metal (en serio: la obsidiana es algo peligroso). Los "cuchillos de diamante" modernos funcionan de acuerdo con un principio similar: solo el filo está hecho de diamante, mientras que el cuerpo principal está hecho de metal, o algo más que no es tan propenso a romperse.

A los efectos de una historia, me imagino que el concepto de cuchillo de diamante se amplía en una especie de "neo-macahuitl" que utilizaba cuchillas de diamante . El cuerpo principal del arma podría estar hecho de metal, caucho duro o cualquier otro material de suficiente resistencia, y luego se podrían colocar pequeñas cuchillas de diamante (todo diamante o metal con bordes de diamante). Incluso podría ser posible hacer que las cuchillas sean reemplazables.

El primer criterio sería obtener un diamante, o un fragmento de un diamante, lo suficientemente grande como para hacer un cuchillo. El hecho de que tal diamante no se haya encontrado en la Tierra no significa que no pueda existir en otro lugar. Hace años, los astrónomos encontraron una estrella de diamante , de 4000 km de diámetro. Otra fuente afirma un "cadáver de una estrella" de 55,000 km de diámetro (cinco veces el diámetro de la Tierra) hecho de carbono y oxígeno "probablemente de naturaleza cristalina, como un diamante".

Para dar forma a un cuchillo, con un mango combinado, a partir de un solo diamante requeriría un esmerilado y pulido muy cuidadoso. Esto requeriría mucho esfuerzo y tiempo, pero no sería imposible. Así es como se cortan los diamantes de gemas de los diamantes en bruto. Se requeriría mucho cuidado para evitar que el diamante se rompa. Es un procedimiento delicado que requiere habilidad, las herramientas adecuadas, los procedimientos correctos y la experiencia.

Después de que el cuchillo ha sido formado, el cuchillo necesitaría ser pulido; algo que ya se ha hecho a menor escala.

Un problema con un cuchillo hecho completamente de diamante es qué tan útil sería y si se rompería si se cayera o si golpeara con fuerza otro objeto duro, dado que el diamante es frágil.

Teóricamente es posible trabajar un gran trozo de diamante en bruto en una cuchilla. Podríamos hacerlo hoy en la tierra, aunque el proceso no sería barato.

El mayor problema que veo es que, si bien el diamante mantendrá un borde afilado, es demasiado frágil para hacer una cuchilla útil, excepto tal vez para aplicaciones especiales donde el cuchillo no estará sujeto a otras tensiones en la cuchilla, y la nitidez absoluta es realmente realmente importante.

Otras propiedades del diamante que quizás desee explorar son que es un muy buen conductor de calor, puede soportar altas temperaturas, es transparente y tiene un alto índice de refracción. Me centraría en explotar estas características en una novela de ciencia ficción donde el material en sí es barato y abundante. Hay muchas maneras más interesantes de usar diamantes baratos que hacer cuchillas con ellas.

Ya existen métodos para crear diamantes artificiales considerables a partir de formas más comunes de carbono. Algunas compañías incluso ofrecen un servicio donde puede enviar las cenizas de un familiar o mascota para ser comprimidas en un diamante para joyas. No es irrazonable creer que este proceso podría ampliarse y especializarse para formar otras formas como un cuchillo. Sin embargo, eso no mitigará ninguna de las limitaciones materiales que otras respuestas ya han detallado. Simplemente facilitará la obtención de un diamante en forma de cuchillo.

La respuesta es no , y la redacción es clave.

"suponiendo grandes cantidades de materiales a precios razonables" (están disponibles)

Entonces sí, ciertamente sería posible fabricar un cuchillo hecho de una sola sección de diamante. Como comentó @ nick-t, los cuchillos Diamond existen y se utilizan en ultramicrotomía, la división de una sustancia en rodajas extremadamente delgadas para su uso en microscopía electrónica de transmisión. El eje no es diamante en este caso, y la hoja de diamante está rodeada de metal como un soporte de montaje, pero estas son diferencias solucionables que existen principalmente por razones de costo. Asumiendo que grandes cantidades de diamantes con calidad de gema tienen un precio razonable y están disponibles, no hay problema.

Esto, sin embargo, no tiene solución:

... un cuchillo funcional ...

(énfasis añadido)

El diamante no crea un cuchillo funcional. Existen cuchillos de cerámica hechos de óxido de aluminio u otros materiales muy duros, es probable que los haya usado. No son buenos (en comparación con el acero) ya que exhiben microchip casi invariablemente. El mismo problema molesta a los usuarios de cuchillos de vidrio y obsidiana; Los cuchillos de diamante están destinados a retrasar ese problema, y ​​lo hacen, pero esto está en manos de profesionales que realizan cirugía o en una máquina. En un escenario de uso normal, fuera del mundo, un cuchillo de diamante fallaría casi al instante. La red cristalina del diamante, que le da al diamante su dureza, también causa esta fragilidad; entonces el problema es inherente a los diamantes.

Los probadores de CATRA están muy extendidos en la industria de los cuchillos, al menos entre los fabricantes más grandes. También son ampliamente conocidos por ser inexactos al probar algunos aceros, y especialmente cerámica; El problema surge porque un humano no puede cortar con la misma precisión que una máquina, y no puede evitar por completo las fuerzas laterales. Un cuchillo de diamante sin duda obtendría un resultado maravilloso en las pruebas de CATRA, al igual que los aceros ultraduros; pero en realidad, no serían funcionales.

Todo el material intercambia dureza por tenacidad. Cuanto más difícil es, más frágil. Parte del material puede ser tratado o combinado (aleado) para hacer algo con los rasgos deseados, pero un material puro está sujeto a las limitaciones del material.

Un cuchillo quebradizo no es un cuchillo funcional. Es un objeto en forma de cuchillo. Esto es perfectamente utilizable para un uso único (o corto tiempo) hasta que las fracturas lo vuelvan inutilizable. También está perfectamente bien para colgar en la pared ... sería una pieza de arte interesante, especialmente si está bien iluminada.

Los shivs / picos (fragmentos largos) hechos de diamantes podrían usarse para lanzar "cuchillos". Eso sería un arma de un solo uso de diamantes.

Simplemente no es un material adecuado.

En mi experiencia, el tratamiento térmico de una aleación (como el acero) es la mejor manera de lograr un equilibrio entre la dureza y la dureza para un cuchillo funcional de uso a largo plazo.