Τα ισχυρότερα μέταλλα στον κόσμο: κορυφαία 10

Μπορείτε να φανταστείτε τι θα συνέβαινε εάν οι πρόγονοί μας δεν είχαν ανακαλύψει σημαντικά μέταλλα όπως ασήμι, χρυσό, χαλκό και σίδηρο; Μάλλον θα ζούσαμε σε καλύβες, χρησιμοποιώντας την πέτρα ως το κύριο εργαλείο μας. Ήταν η δύναμη του μετάλλου που έπαιξε σημαντικό ρόλο στη διαμόρφωση του παρελθόντος μας και τώρα λειτουργεί ως το θεμέλιο πάνω στο οποίο χτίζουμε το μέλλον.

Μερικά από αυτά είναι πολύ μαλακά και κυριολεκτικά λιώνουν στα χέρια, όπως το πιο ενεργό μέταλλο στον κόσμο... Άλλοι είναι τόσο σκληροί που δεν μπορούν να λυγίσουν, να γρατσουνιστούν ή να σπάσουν χωρίς τη χρήση ειδικού εξοπλισμού.

Και αν αναρωτιέστε ποια μέταλλα είναι τα πιο σκληρά και ισχυρότερα στον κόσμο, θα απαντήσουμε σε αυτήν την ερώτηση, λαμβάνοντας υπόψη διάφορες εκτιμήσεις της σχετικής σκληρότητας των υλικών (κλίμακα Mohs, μέθοδος Brinell), καθώς και παραμέτρους όπως:

• Συντελεστής Young: λαμβάνει υπόψη την ελαστικότητα ενός στοιχείου σε ένταση, δηλαδή την ικανότητα ενός αντικειμένου να αντιστέκεται στην ελαστική παραμόρφωση.
• Απόδοση απόδοσης: Καθορίζει τη μέγιστη αντοχή εφελκυσμού ενός υλικού, μετά το οποίο αρχίζει να εμφανίζει πλαστική συμπεριφορά.
• Αντοχή εφελκυσμού: Απόλυτη μηχανική καταπόνηση, μετά την οποία το υλικό αρχίζει να σπάει.

10. Ταντάλιο

Αυτό το μέταλλο έχει τρία πλεονεκτήματα ταυτόχρονα: είναι ανθεκτικό, πυκνό και πολύ ανθεκτικό στη διάβρωση. Επιπλέον, αυτό το στοιχείο ανήκει στην ομάδα των πυρίμαχων μετάλλων όπως το βολφράμιο. Για να λιώσετε το ταντάλιο θα χρειαστεί να φτιάξετε μια φωτιά στους 3.017 ° C.

Το Tantalum χρησιμοποιείται κυρίως στον τομέα των ηλεκτρονικών για την κατασκευή ανθεκτικών πυκνωτών βαρέως τύπου για τηλέφωνα, οικιακούς υπολογιστές, κάμερες, ακόμη και ηλεκτρονικές συσκευές σε αυτοκίνητα.

9. Βηρύλλιο

Αλλά είναι καλύτερα να μην πλησιάζετε αυτόν τον όμορφο μεταλλικό άνδρα χωρίς προστατευτικό εξοπλισμό. Επειδή το βηρύλλιο είναι πολύ τοξικό και έχει καρκινογόνες και αλλεργικές επιδράσεις. Εάν εισπνέετε αέρα που περιέχει σκόνη ή ατμούς βηρυλλίου, τότε εμφανίζεται νόσος του βηρυλλίου, που επηρεάζει τους πνεύμονες.

Ωστόσο, το βηρύλλιο δεν είναι μόνο επιβλαβές, αλλά και ευεργετικό. Για παράδειγμα, προσθέστε μόνο 0,5% βηρύλλιο στο χάλυβα και έχετε ελατήρια που είναι ανθεκτικά ακόμη και όταν φέρονται σε κόκκινη θερμότητα. Μπορούν να αντέξουν δισεκατομμύρια κύκλους φορτίου.

Το βηρύλλιο χρησιμοποιείται στην αεροδιαστημική βιομηχανία για τη δημιουργία θερμικών ασπίδων και συστημάτων καθοδήγησης, για τη δημιουργία πυρίμαχων υλικών. Ακόμα και ο σωλήνας κενού LHC είναι κατασκευασμένος από βηρύλλιο.

8. Ουρανός

Αυτό το φυσικά ραδιενεργό υλικό είναι πολύ διαδεδομένο στον φλοιό της γης, αλλά συγκεντρώνεται σε ορισμένους σχηματισμούς στερεών πετρωμάτων.

Ένα από τα σκληρότερα μέταλλα στον κόσμο έχει δύο εμπορικά σημαντικές χρήσεις - πυρηνικά όπλα και πυρηνικούς αντιδραστήρες. Έτσι, τα τελικά προϊόντα της βιομηχανίας ουρανίου είναι βόμβες και ραδιενεργά απόβλητα.

7. Σίδηρος και χάλυβας

Ως καθαρή ουσία, ο σίδηρος δεν είναι τόσο στερεός σε σύγκριση με άλλους συμμετέχοντες στην βαθμολογία. Αλλά λόγω του ελάχιστου κόστους εξόρυξης, συχνά συνδυάζεται με άλλα στοιχεία για την κατασκευή χάλυβα.

Ο χάλυβας είναι ένα πολύ ισχυρό κράμα σιδήρου και άλλων στοιχείων όπως ο άνθρακας.Είναι το πιο συχνά χρησιμοποιούμενο υλικό στις κατασκευές, τη μηχανολογία και άλλες βιομηχανίες. Και ακόμη και αν δεν έχετε καμία σχέση με αυτά, χρησιμοποιείτε ακόμα χάλυβα κάθε φορά που κόβετε φαγητό με ένα μαχαίρι (εκτός αν, φυσικά, είναι κεραμικό).

6. Τιτάνιο

Το τιτάνιο είναι σχεδόν συνώνυμο με τη σκληρότητα. Έχει εντυπωσιακή ειδική αντοχή (30-35 km), η οποία είναι σχεδόν διπλάσια από αυτή των κραμάτων χάλυβα.

Ως πυρίμαχο μέταλλο, το τιτάνιο είναι ιδιαίτερα ανθεκτικό στη θερμότητα και την τριβή, καθιστώντας το ένα από τα πιο δημοφιλή κράματα. Για παράδειγμα, μπορεί να γίνει κράμα με σίδηρο και άνθρακα.

Εάν χρειάζεστε μια πολύ συμπαγή και ταυτόχρονα πολύ ελαφριά κατασκευή, τότε δεν υπάρχει καλύτερο μέταλλο από το τιτάνιο. Αυτό το καθιστά τη νούμερο ένα επιλογή για τη δημιουργία διαφόρων εξαρτημάτων σε αεροσκάφη, πυραύλους και ναυπηγεία.

5. Ρήνιο

Αυτό είναι πολύ σπάνιο και ακριβό μέταλλο, το οποίο, αν και βρίσκεται στη φύση στην καθαρή του μορφή, συνήθως εμφανίζεται ως "βάρος" - ένα μείγμα προς μολυβδαινίτη.

Εάν το κοστούμι Iron Man ήταν φτιαγμένο από ρήνιο, θα μπορούσε να αντέξει σε θερμοκρασίες 2000 ° C χωρίς να χάσει δύναμη. Θα μείνουμε σιωπηλοί για το τι θα γινόταν από τον ίδιο τον Iron Man μετά από μια τέτοια «επίδειξη φωτιά».

Η Ρωσία είναι η τρίτη χώρα στον κόσμο όσον αφορά τα φυσικά αποθέματα ρήνου. Αυτό το μέταλλο χρησιμοποιείται στη βιομηχανία πετροχημικών, την ηλεκτρονική και την ηλεκτρολογία, καθώς και σε κινητήρες αεροσκαφών και πυραύλων.

4. Chrome

Στην κλίμακα Mohs, η οποία μετρά την αντίσταση των χημικών στοιχείων στις γρατσουνιές, το χρώμιο βρίσκεται στην πρώτη πεντάδα, δεύτερο μόνο μετά από βόριο, διαμάντια και βολφράμιο.

Το Chromium είναι πολύτιμο για την υψηλή αντοχή στη διάβρωση και τη σκληρότητα του. Είναι ευκολότερο στο χειρισμό από ότι τα μέταλλα ομάδας πλατίνας και είναι πιο συνηθισμένο, γι 'αυτό το χρώμιο είναι ένα δημοφιλές στοιχείο που χρησιμοποιείται σε κράματα όπως ο ανοξείδωτος χάλυβας.

Και ένα από τα πιο σκληρά μέταλλα στη γη χρησιμοποιείται σε συμπληρώματα διατροφής. Φυσικά, δεν θα παίρνετε καθαρό χρώμιο εσωτερικά, αλλά η ένωση τροφής του με άλλες ουσίες (για παράδειγμα, πικολινικό χρώμιο).

3. Ιρίδιο

Όπως και το «αδελφό» του όσμιο, το ιρίδιο ανήκει στα μέταλλα της ομάδας πλατίνας και μοιάζει με πλατίνα στην εμφάνιση. Είναι πολύ σκληρό και πυρίμαχο. Για να λιώσετε το ιρίδιο, θα χρειαστεί να φτιάξετε μια φωτιά πάνω από 2000 ° C.

Το Iridium θεωρείται ένα από τα τα βαρύτερα μέταλλα στη Γηκαθώς και ένα από τα πιο ανθεκτικά στη διάβρωση στοιχεία.

2. Όσμιο

Αυτό το «σκληρό καρύδι» στον κόσμο των μετάλλων ανήκει στον όμιλο πλατίνας και έχει υψηλή πυκνότητα. Στην πραγματικότητα, είναι το πυκνότερο φυσικό στοιχείο στη Γη (22,61 g / cm3). Για τον ίδιο λόγο, το όσμιο δεν τήκεται στους 3033 ° C.

Όταν γίνεται κράμα με άλλα μέταλλα ομάδας πλατίνας (όπως ιρίδιο, πλατίνα και παλλάδιο), μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε πολλές διαφορετικές εφαρμογές όπου απαιτείται σκληρότητα και ανθεκτικότητα. Για παράδειγμα, για τη δημιουργία δοχείων για την αποθήκευση πυρηνικών αποβλήτων.

1. Βολφράμιο

Το πιο ανθεκτικό μέταλλο που βρίσκεται στη φύση. Αυτό το σπάνιο χημικό στοιχείο είναι επίσης το πιο πυρίμαχο μέταλλο (3422 ° C).

Ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά με τη μορφή οξέος (τριοξείδιο του βολφραμίου) το 1781 από τον Σουηδό χημικό Karl Scheele. Περαιτέρω έρευνα οδήγησε δύο ισπανούς επιστήμονες - τον Juan José και τον Fausto d'Elhuyar - στην ανακάλυψη ενός οξέος από το ορυκτό wolframite, από το οποίο στη συνέχεια απομόνωσαν το βολφράμιο χρησιμοποιώντας κάρβουνο.

Εκτός από την ευρεία χρήση του σε λαμπτήρες πυρακτώσεως, η ικανότητα του βολφραμίου να λειτουργεί σε ακραία θερμότητα το καθιστά ένα από τα πιο ελκυστικά στοιχεία της βιομηχανίας όπλων. Κατά τη διάρκεια του Β 'Παγκοσμίου Πολέμου, αυτό το μέταλλο έπαιξε σημαντικό ρόλο στην έναρξη οικονομικών και πολιτικών σχέσεων μεταξύ των ευρωπαϊκών χωρών.

Το βολφράμιο χρησιμοποιείται επίσης για την κατασκευή σκληρών κραμάτων και στην αεροδιαστημική βιομηχανία για την κατασκευή ακροφυσίων πυραύλων.

Πίνακας αντοχής εφελκυσμού μετάλλων

Κράματα έναντι μετάλλων

Τα κράματα είναι συνδυασμοί μετάλλων και ο κύριος λόγος για τη δημιουργία τους είναι η απόκτηση ισχυρότερου υλικού. Το πιο σημαντικό κράμα είναι ο χάλυβας, ο οποίος είναι ένας συνδυασμός σιδήρου και άνθρακα.

Όσο υψηλότερη είναι η αντοχή του κράματος, τόσο το καλύτερο. Και ο συνηθισμένος χάλυβας δεν είναι «πρωταθλητής» εδώ. Τα κράματα που βασίζονται σε χάλυβα βανάδιο φαίνεται να είναι ιδιαίτερα ελπιδοφόρα για τους μεταλλουργούς: αρκετές εταιρείες παράγουν εκδόσεις με αντοχή εφελκυσμού έως 5205 MPa.

Και το ισχυρότερο και πιο σκληρό από βιοσυμβατά υλικά αυτή τη στιγμή είναι το κράμα τιτανίου με χρυσό β-Ti3Au.