实际上，在材料科学上，“硬”有它自己的定义，通常用硬度来表示，指的是材料局部抵抗硬物侵入表面的能力。硬度的测量根据不同的方式，有好几种：洛氏硬度、维氏硬度、布氏硬度、努氏硬度等。下图为洛氏硬度原理图，施加指定大小的力，在不同的材料上就会出现不同的刻痕，根据刻痕的大小，来确定硬度的值。由此可见，材料学上的硬度，针对的是材料表面的一种性能。
而日常生活中的硬度，针对的是材料整体的力学性能。2、硬而脆的现象根据材料学上的硬度定义，指的是抵抗外物局部侵入的能力。外物的侵入，首先是从变形开始，然后挤压破坏。在开始阶段要首先发生变形，这与日常生活中的硬度（力学上的刚度）有所联系。所以，通常来讲，刚度大的物体，其表面硬度也大。为了说明脆的问题，我们先要了解下材料的应力应变曲线，如上图。
脆指的是材料发生断裂破坏，这与应力应变曲线围成的面积有关。这个面积力学上称之为应变能密度，就是单位体积内，材料发生断裂的能量。所以，“脆”与这个应变能密度息息相关。假如存在两种材料，应力应变曲线如上图。其中围成面积大的（红色曲线），必然不那么脆，因为想要发生断裂，需要的能量更多。而另一根黄色曲线，围成的面积相对就小很多，也就意味着黄色曲线代表的材料更加容易破坏。
对比这两根曲线，我们发现一个很奇妙的现象：黄色围成面积小，即易破坏，但是弹性模量大，即刚度大。红色围成面积大，即不易破坏，但是弹性模量小，即刚度小。大多数材料都是如此。3、硬而脆的解释绝大多数材料都是硬而脆，这是一种宏观现象，尽管我们可以用力学的方法，找到相关的力学参数的不同。但是，仍然缺乏一种更加本质的解释。
我们都知道，材料的力学特性随温度发生变化。高温状态下，偏韧性。低温状态下，偏脆性。在应力应变曲线上，就如图上图的红色和黄色曲线。即低温时，弹性模量大，刚度大，但是面积小易碎。高温时，弹性模量小，刚度小，但是面积大，不易碎。我们虽然无法定量的解释这种情况，但是从高低温的应力应变曲线，可以对这种硬而脆给出一个定性的解释。
即：硬的物体由于刚度大，难以发生变形，但是其变形响应时间缺较短，从晶体结构层面，晶界会发生振荡，造成材料更加容易被破坏。而硬度小的物体，由于刚度小，变形很容易发生，但是变形响应时间慢，晶界的振荡有足够的时间来协调，从而不易发生破坏。举一个通俗的例子，一根尺子一端固定，弹另一端，尺寸发生振动。如果尺子刚度大，振动就会很激烈。
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