Najtvrđi metali na svijetu. Najjači metal na svijetu

Kada mi pričamo o tvrdom i izdržljivom metalu, onda u svojoj mašti osoba odmah nacrta ratnika s mačem i u oklopu. Pa, ili sabljom, i to uvijek od čelika iz Damaska. Ali čelik, iako jak, nije čist metal, on se dobiva legiranjem željeza s ugljikom i nekim drugim metalnim dodacima. A ako je potrebno, čelik se podvrgava obradi kako bi se promijenila svojstva.

Lagan, izdržljiv srebrno-bijeli metal

Svaki od aditiva, bilo da se radi o kromu, niklu ili vanadiju, zaslužan je za određeni kvalitet. Ali titan se dodaje radi čvrstoće - dobijaju se najtvrđe legure.

Prema jednoj verziji, metal je dobio ime po Titanima, moćnoj i neustrašivoj djeci boginje Zemlje Geje. Ali prema drugoj verziji, srebrna supstanca je dobila ime po vilinskoj kraljici Titaniji.

Titanijum su otkrili njemački i engleski hemičari Gregor i Klaproth nezavisno jedan od drugog s razlikom od šest godina. Desilo se to krajem 18. veka. Supstanca je odmah zauzela svoje mjesto periodični sistem Mendeljejev. Tri decenije kasnije, dobijen je prvi uzorak metalnog titanijuma. I dugo vremena, metal se nije koristio zbog svoje krhkosti. Tačno prije 1925. godine – tada je, nakon niza eksperimenata, jodidnom metodom dobiven čisti titanij. Otkriće je bilo pravi proboj. Titanijum se pokazao tehnološki naprednim, dizajneri i inženjeri su odmah skrenuli pažnju na njega. A sada se metal dobija iz rude, uglavnom magnezijum-termalnom metodom, koja je predložena 1940. godine.

Ako dodirnete fizička svojstva titanijuma, možemo primetiti njegovu visoku specifičnu čvrstoću, čvrstoću na visokim temperaturama, nisku gustinu i otpornost na koroziju. Mehanička čvrstoća titanijuma je dvostruko veća od gvožđa i šest puta veća od aluminijuma. Pri visokim temperaturama, gde lake legure više ne rade (na bazi magnezijuma i aluminijuma), priskočite u pomoć legura titanijuma. Na primjer, avion na visini od 20 kilometara razvija brzinu tri puta veću od brzine zvuka. A temperatura njegovog kućišta je oko 300 stepeni Celzijusa. Samo titanijumska legura može izdržati takva opterećenja.

U pogledu rasprostranjenosti u prirodi, metal je na desetom mjestu. Titanijum se kopa u Južnoj Africi, Rusiji, Kini, Ukrajini, Japanu i Indiji. I to je daleko od toga kompletna lista zemlje.

Titanijum je najjači i najlakši metal na svetu

Spisak mogućnosti upotrebe metala je respektabilan. To su vojna industrija, osteoproteze u medicini, nakit i sportski proizvodi, daske mobilni telefoni i mnogo više. Dizajneri raketogradnje, aviona i brodogradnje neprestano podižu titanijum. Čak ni hemijska industrija nije ostavila metal bez nadzora. Titan je odličan za livenje, jer su konture tokom livenja tačne i glatke površine. Raspored atoma u titanijumu je amorfan. I garantuje visoku vlačnu čvrstoću, žilavost, odlična magnetna svojstva.

Najtvrđi metali najveće gustine

Osmijum i iridijum su takođe među najtvrđim metalima. To su tvari iz grupe platine, imaju najveću, gotovo identičnu, gustoću.

Iridijum je otkriven 1803. Metal je otkrio hemičar iz Engleske Smithson Tennat tokom proučavanja prirodne platine iz Južne Amerike. Inače, sa starogrčkog "iridijum" se prevodi kao "duga".

Najtvrđi metal je prilično teško nabaviti, jer ga u prirodi gotovo da i nema. I često se metal nalazi u meteoritima koji su pali na zemlju. Prema naučnicima, sadržaj iridija na našoj planeti trebao bi biti mnogo veći. Ali zbog svojstava metala - siderofilnosti - nalazi se u samim dubinama zemljine unutrašnjosti.

Iridijum je prilično teško obraditi i termički i hemijskim putem. Metal ne reaguje sa kiselinama, čak ni sa kombinacijama kiselina na temperaturama ispod 100 stepeni. U isto vrijeme, tvar je podložna procesima oksidacije u aqua regia (ovo je mješavina klorovodične i dušične kiseline).

Interes kao izvor električna energija, predstavlja izotop iridijuma 193 m 2. Budući da je poluživot metala 241 godina. Pronađen široka primena iridijum u paleontologiji i industriji. Koristi se u proizvodnji pera za olovke i određivanju starosti različitih slojeva zemlje.

Ali osmijum je otkriven godinu dana kasnije od iridijuma. Ovaj tvrdi metal pronađen je u hemijskom sastavu precipitata platine, koji je bio otopljen u carskoj vodici. A naziv "osmijum" dolazi od starogrčke reči za "miris". Metal nije pogođen mehanički uticaj. Istovremeno, jedan litar osmijuma je nekoliko puta teži od deset litara vode. Međutim, ova nekretnina je još uvijek neiskorištena.

Osmijum se kopa u američkim i ruskim rudnicima. Njegovo ležište je također bogato u Južnoj Africi. Vrlo često se metal nalazi u željeznim meteoritima. Za specijaliste je od interesa osmijum-187, koji se izvozi samo iz Kazahstana. Koristi se za određivanje starosti meteorita. Vrijedi napomenuti da samo jedan gram izotopa košta 10 hiljada dolara.

Pa, koriste osmijum u industriji. I to ne u čistom obliku, već u obliku tvrde legure s volframom. Proizvedeno od tvari žarulja sa žarnom niti. Osmijum je katalizator u proizvodnji amonijaka. Rijetko se rezni dijelovi izrađuju od metala za potrebe operacije.

Najtvrđi čisti metal

Najtvrđi od najčistijih metala na planeti je hrom. Savršeno se predaje mašinska obrada. Plavkasto-bijeli metal je otkriven 1766. godine u blizini Jekaterinburga. Mineral je tada dobio naziv "Sibirsko crveno olovo". Njegovo moderno ime- krokoit. Nekoliko godina nakon otkrića, naime, 1797. godine, francuski hemičar Vauquelin izolovao je novi metal iz metala, već vatrostalnog. Današnji stručnjaci vjeruju da je rezultirajuća supstanca krom karbid.

Ime ovog elementa izvedeno je iz grčke "boje", jer je sam metal poznat po raznovrsnosti boja svojih spojeva. Krom je prilično lako pronaći u prirodi, uobičajen je. Metal možete pronaći u Južnoj Africi, koja je prva po proizvodnji, kao iu Kazahstanu, Zimbabveu, Rusiji i Madagaskaru. Nalazišta ima u Turskoj, Jermeniji, Indiji, Brazilu i na Filipinima. Stručnjaci posebno cijene neke spojeve hroma - to su hromova željezna ruda i krokoit.

Najtvrđi metal na svijetu je volfram

Wolfram je hemijski element, najteži kada se uzme u obzir zajedno sa drugim metalima. Njegova tačka topljenja je neobično visoka, samo je ugljenik viši, ali nije metalni element.

Ali prirodna tvrdoća volframa u isto vrijeme ga ne lišava fleksibilnosti i savitljivosti, što omogućava kovanje svih potrebnih detalja od njega. Upravo njegova fleksibilnost i otpornost na toplinu čini volfram idealnim materijalom za topljenje malih dijelova rasvjetnih tijela i TV dijelova, na primjer.

Volfram se koristi i u ozbiljnijim oblastima, na primjer, u proizvodnji oružja - za proizvodnju protivtega i artiljerijskih granata. Ovaj volfram duguje svoju veliku gustoću, što ga čini glavnom supstancom teških legura. Gustoća volframa je po vrijednosti bliska zlatu - samo nekoliko desetina čini razliku.

Na sajtu možete pročitati koji su metali najmekši, kako se koriste i od čega su napravljeni.
Pretplatite se na naš kanal u Yandex.Zen

Kada je u pitanju najizdržljiviji metal na svijetu, sigurno mnogi ljudi zamišljaju strašnog ratnika u oklopu i sa mačem od damask čelika. Međutim, čelik je daleko od najjačeg metala na svijetu, jer se dobiva legiranjem željeza s ugljikom i drugim aditivima. Smatra se najtvrđim od čistih metala titanijum!
O porijeklu imena ovog metala postoje dva razne verzije. Neki kažu da se supstanca srebrne boje počela tako zvati u čast vilinske kraljice Titanije(iz germanske mitologije). Zaista, osim što je veoma izdržljiv metal, on je i neverovatno lagan. Drugi su skloni vjerovati da je metal dobio ime zahvaljujući Titanima - snažnoj i moćnoj djeci božice Zemlje Geje. Kako god bilo, obje verzije izgledaju prilično lijepo i poetično i imaju pravo na postojanje.

Titanijum su otkrila dva naučnika odjednom: Nemac M.G. Klaptor i Englez W. Gregor. Takvo otkriće, sa razlikom od šest godina, napravljeno je krajem 18. stoljeća, nakon čega je supstanca odmah dodana u periodni sistem. Tamo je uzeo 22. serijski broj.

Istina, zbog svoje krhkosti, metal dugo vrijeme nije korišteno. Tek 1925. godine, nakon niza eksperimenata, kemičari su uspjeli dobiti čisti titanijum, što je postalo pravi proboj u istoriji čovječanstva. Ispostavilo se da je metal vrlo produktivan sa malom gustoćom, visokom specifičnom čvrstoćom i otpornošću na koroziju, kao i visokom čvrstoćom na visokim temperaturama.

Što se tiče mehaničke čvrstoće, titanijum i šest puta jači od aluminijuma. Zato je lista mogućih primjena titanijuma beskonačna. Koristi se u medicini za osteoprotetiku, u vojne industrije(za kreiranje korpusa podmornice, oklop u avijaciji i nuklearnoj tehnologiji). Takođe, metal se etablirao u sportu i nakitu, proizvodnji mobilnih telefona.

Video:

Inače, po rasprostranjenosti na zemlji, najjači metal na svijetu zauzima desetu poziciju. Njena ležišta se nalaze u Južnoj Africi, Kini, Ukrajini, Japanu, Indiji.

Mada, sudeći po najnovijim otkrićima u oblasti hemije, vremenom će titanijum morati da dodeli titulu supermetala drugom predstavniku. Ne tako davno, naučnici su izmislili supstancu jaču od metala. Ovo je "tečni metal", ili u prijevodu - "tečnost". Čudesna supstanca se uspjela etablirati kao nehrđajuća i besprijekorna za livenje. I iako čovječanstvo još uvijek treba naporno raditi da nauči kako u potpunosti iskoristiti novi metal, možda će mu budućnost pripadati.

Na pomen riječi "metal", sigurno, svatko u svojoj mašti nacrta čvrst, izdržljiv i super-čvrst lim koji se ne može jednostavno saviti ili slomiti. Međutim, metali su veoma različiti. A ako se pitate koji je metal najizdržljiviji na svijetu, onda ćemo vam dati pouzdan odgovor i reći vam o takvom metalu. Radi se o materijalu srebrno-bijele boje koji se naziva "titanijum".

Ko je otvorio i kada?

Na otkriću ovog metala radila su dva naučnika odjednom - Englez W. Gregory i Nijemac M. Klaptor. Ovaj element su otkrili krajem osamnaestog veka, ali sa razmakom od šest godina. U periodnom sistemu, titan se pojavio pod dvadeset drugim serijskim brojem odmah nakon što su naučnici otkrili metal. Međutim, zbog visoke krhkosti titanijuma dugo vrijeme nije našla primjenu. I 1925. Holandski fizičari napravili su pravo otkriće izolujući najčistiji titanijum, koji kombinuje mnoge prednosti. Metal se počeo razlikovati po visokoj obradivosti, odličnoj specifičnoj čvrstoći, otpornosti na koroziju i nevjerovatnoj čvrstoći kada je izložen visokim temperaturama.

Glavne karakteristike titanijuma

Najjači metal na svetu, koji su naučnici stvorili 1925. godine, neverovatno je duktilan, što omogućava da se od njega prave listovi, šipke, trake, cevi, žice i folije. Što se tiče tvrdoće, titan je četiri puta tvrđi od gvožđa i bakra, a titan je po ovom parametru dvanaest puta jači od aluminijuma. Proizvodi od titana zadržavaju svoju snagu čak i kada su izloženi visokim temperaturama. Dijelovi od titana mogu dugo služiti pod utjecajem ultra-visokih opterećenja.

Takođe, najizdržljiviji metal na Zemlji ima odlične antikorozivne karakteristike. Na primjer, postavljen u morska voda titanijumska ploča nije bila izložena rđi deset godina. Povećano interesovanje Inženjeri električne i radio elektronike imaju pristup ovom metalu - a sve zato što najjači metal na svijetu ima značajan električni otpor i odlikuje ga nemagnetna svojstva.

Zašto se ovaj metal naziva "titanijum"?

Postoje dvije verzije porijekla njegovog imena. Prema jednoj od njih, vjeruje se da je srebrno-bijeli metal dobio ime po kraljici vila Titaniji, koja je poznata iz germanske mitologije. A sve zato što je materijal, osim visoke čvrstoće, i nevjerovatno lagan. Prema drugoj verziji, metal je dobio ime po moćnoj djeci božice Geje - Titanima. Teško je procijeniti koja je od ovih verzija vjerodostojnija, ali se može primijetiti da je svaka od njih divna i da ima gdje biti.

Primena titanijuma

Upotreba srebrnog metala je prilično široka. Koristi se u vojnoj industriji (konstrukcija projektila, oklopa za aviona, trupovi podmornica, itd.), medicina (protetika), automobilska industrija, poljoprivreda, mobilni telefoni i nakit.

Još lakši i izdržljiviji

Nedavno su kalifornijski naučnici objavili cijelom svijetu da su otkrili najlakši i najtrajniji metal. Ovo je tečni metal koji se stvara od mješavine grafenskog oksida i liofiliziranog ugljika. Tečni metal je već dobio visoke ocene stručnjaka i etablirao se kao idealan materijal za livenje i nerđajući čelik.

Novi metal je toliko lagan da ga latice cvijeća lako drže. Kao što znate, grafen se odlikuje ne samo svojom lakoćom i visokom čvrstoćom, već i odličnom fleksibilnošću. Stoga se naučnici danas razvijaju u smjeru stvaranja ultralakog materijala, a možda će se u bliskoj budućnosti pred čovječanstvom pojaviti još jedinstveniji materijali.

Od djetinjstva znamo da je najizdržljiviji metal čelik. Sve gvožđe je povezano sa njim.

Iron Man, Iron Lady, čelični lik. Izgovarajući ove fraze, mislimo na nevjerovatnu snagu, snagu, tvrdoću.

Čelik je dugo vremena bio glavni materijal u proizvodnji i oružju. Ali čelik nije metal. Da budemo precizniji, to nije potpuno čist metal. To je kod ugljenika, u kojem su prisutni i drugi metalni aditivi. Primenom aditiva, tj. promeniti njegova svojstva. Nakon toga se obrađuje. Proizvodnja čelika je čitava nauka.

Najjači metal se dobija uvođenjem odgovarajućih legura u čelik. Može biti hrom, koji takođe daje otpornost na toplotu, nikal, koji čini čelik tvrdim i elastičnim, itd.

Na nekim pozicijama čelik je počeo istiskivati ​​aluminij. Vrijeme je prolazilo, brzina se povećavala. Ni aluminijum nije izdržao. Morao sam da se obratim titanu.

Da, titanijum je najjači metal. Da bi čeliku dali visoke karakteristike čvrstoće, dodan mu je titan.

Otvoren je u XVIII veku. Zbog njegove krhkosti, bilo ga je nemoguće koristiti. Vremenom, nakon što su dobili čisti titanijum, inženjeri i dizajneri su se zainteresovali za njegovu visoku specifičnu čvrstoću, nisku gustinu, otpornost na koroziju i visoke temperature. Njegova fizička snaga nekoliko puta premašuje snagu gvožđa.

Inženjeri su počeli da dodaju titanijum čeliku. Rezultat je bio najizdržljiviji metal, koji je našao primenu u okruženju ultravisokih temperatura. U to vrijeme nijedna druga legura ih nije mogla izdržati.

Ako zamislite avion koji leti tri puta brže nego što možete zamisliti, kako se metal omotača zagrijava. Lim oplate aviona u takvim uslovima se zagreva do +3000C.

Danas se titanijum neograničeno koristi u svim oblastima proizvodnje. To su medicina, proizvodnja aviona, proizvodnja brodova.

Sa svom očiglednošću, možemo reći da će u bliskoj budućnosti titan morati da se preseli.

Naučnici iz SAD-a su u laboratorijama Teksaškog univerziteta u Austinu otkrili najtanji i najtrajniji materijal na Zemlji. Nazvali su ga grafen.

Zamislite ploču čija je debljina jednaka debljini jednog atoma. Ali takva ploča je jača od dijamanta i prenosi sto puta bolje struja nego silicijumski kompjuterski čipovi.

Grafen je materijal sa neverovatnim svojstvima. Uskoro će napustiti laboratorije i s pravom zauzeti svoje mjesto među najvećima izdržljivi materijali Univerzum.

Nemoguće je čak i zamisliti da bi nekoliko grama grafena bilo dovoljno da prekrije fudbalski teren. Evo metala. Cijevi od takvog materijala mogu se polagati ručno bez upotrebe mehanizama za podizanje i transport.

Grafen, kao i dijamant, jeste najčistiji ugljenik. Njegova fleksibilnost je neverovatna. Takav materijal se lako savija, savršeno se savija i savršeno smota.

Proizvođači ekrana osetljivih na dodir, solarnih panela, mobiteli i, konačno, super-brzi kompjuterski čipovi.

Debata o tome koji od metala treba dodijeliti titulu najtrajnijeg i najvrednijeg na svijetu ne prestaje. Razlog za sporove bila je razlika u njihovim karakteristikama i karakteristikama.

Srebrnobijeli, izuzetno vatrostalni metal koji pripada grupi platine je na vrhu naše ocjene čvrstoće. Otvoren je tek 1803. godine. U prirodi je izuzetno rijedak, glavni izvor proizvodnje iridija je mali nebeska tela. Obim svjetske proizvodnje iridija ne prelazi 3 tone.

Prema naučnicima, njegove naslage su i na našoj planeti, nalaze se u samim dubinama utrobe zemlje, što njihovo vađenje danas čini izuzetno teškim.

Iridijum se dodaje vatrostalnim metalima: titanijumu, volframu, hromu, radi povećanja njihove otpornosti na kiseline, a koristi se u proizvodnji nakita i pribora za pisanje. Mogućnosti iridija se također aktivno koriste u industriji, proizvode se svjećice za motore s unutrašnjim sagorijevanjem, dijelovi za svemirske letjelice.

Zbog rijetkosti, cijene plemeniti metal je izuzetno visoka, od oktobra 2016. iznosi više od 20 dolara po gramu.

Jedan od najjačih metala visoke atomske gustoće ima olovnu nijansu koju daje oksidni film na površini. U svom čistom obliku, eksploatisan je tek početkom 20. veka.

Za dobijanje 1 tone tantala potrebno je preraditi oko 3.000 tona rude. Glavna nalazišta nalaze se u Francuskoj, Australiji, Kini i Egiptu. Uz svu svoju tvrdoću, ima visoku duktilnost, uporedivu sa zlatom.

Počinje se topiti na ultravisokim temperaturama (oko 3000 ⁰S), otporan je na hemijske reagense i gotovo sve kiseline, osim na mješavinu dušične i fluorovodične kiseline.

Ako se nakon otkrića tantal koristio isključivo za proizvodnju žice za žarulje sa žarnom niti, sada se cijeni njegova otpornost na mehaničke i toplinske utjecaje.

Našla je široku primenu u razne industrije industrije, mašinstva i svemirske industrije. Od njega se prave superprovodnici koji se koriste u proizvodnji koštanih proteza, vojnih oklopa.

Teškoća vađenja tantala osigurava njegovu visoku cijenu, koja u oktobru 2016. iznosi oko 300 dolara po kilogramu.

Jedan od najtvrđih metala, pripada grupi platine, stoga se smatra plemenitim, razlikuje se visoke temperature topljenje (2334 ⁰S), rijetkost, otpornost na vanjske utjecaje.

Kristali rutenijuma su prilično krhki i mogu se lako izlupati u malteru. Proizveden na veliko u Južnoj Africi, ima ugodnu plavo-sivu nijansu. Rutenijum se izoluje iz stene složenim hemijskim tretmanom, ali se u svom čistom obliku praktično ne koristi zbog svoje krhkosti.

Uglavnom se dodaje jedinjenjima s različitim metalima radi poboljšanja karakteristika kao što su tvrdoća (na platinu i paladij u nakit), otpornost na agresivne sredine (titanijum), za poboljšanje efikasnosti električnih kontakata, termoparova, koristi se i za proizvodnju laboratorijskog staklenog posuđa.

Spada ne samo u najtvrđe, već i najskuplje metale, cijena prelazi 20 dolara po gramu.

Tvrdi metal srebrno-bijele boje, koji se ne nalazi u svom čistom obliku, ali je iskopan iz hrom-gvozdene rude. Topi se na temperaturi od 1907 ⁰S, otporan je na alkalije i kiseline i nije podložan koroziji.

Zbog svojih svojstava našla je široku primenu u lakoj industriji, koristi se za proizvodnju metaloreznih alata, oružja. Cijena metala je nestabilna i varira u vrlo širokom rasponu.

Tvrd, jak, lagan i vrlo toksičan metal, lagan siva nijansa. Otrovan isparenjima berilijuma, možeš umrijeti. Našla primjenu u nuklearnoj industriji u proizvodnji neutronskih reflektora, dodaje se legurama kako bi im dala dodatnu čvrstoću, otpornost na koroziju.

Također se koristi u nuklearnoj industriji, metalurgiji, aerodinamici. Cijena berilija u 2016. bila je 5500-6000 dolara po kilogramu

Snažan i gust metal srebrno-plave boje, 3 puta teži od olova. Rijetko se nalazi u svom čistom obliku, u pravilu se iskopava od drugih predstavnika platinske grupe, u tandemu s iridijumom, ili kao dio kosmičkih tijela koja su pala na Zemlju.

Ima jaku neprijatnu aromu. Nalazi se u brojnim regijama Rusije, na sjeveru i južna amerika. Kompleksno je odvojen od ostalih nečistoća hemijske reakcije, čije trajanje je do 9 mjeseci. Našao je široku primjenu u raznim industrijama.

Zajedno sa volframom koristi se za proizvodnju filamenata, a sa platinom - za pejsmejkere i hirurške instrumente. Zbog težine ekstrakcije i ograničene količine ima visoku cijenu, 100 g osmijuma košta oko 7.700 dolara.

To je nusproizvod u proizvodnji bakra i molibdena. Koristi se u savremenoj konstrukciji aviona, proizvodnji precizne elektronike, u sintezi visokooktanskog benzina.

Širenje primjene renija ometa složenost rudarenja i disperzija po površini zemljine kore. Isti faktor daje metalu visoku cijenu (do 4.000 dolara po kg).

Svijetlo sivi metal, koji podsjeća na platinu, odlikuje se velikom gustinom i vatrostalnošću. U prirodi je prilično čest, javlja se u obliku spojeva stijene nazvan volframit.

Unatoč tvrdoći volframa, savršeno se podliježe kovanju na temperaturama iznad 1600 ⁰S, što ga čini mogućim za upotrebu u teškoj industriji kao podlogu za vatrostalne metale.

Elementi od volframa se koriste u izradi televizora i rasvjetnih tijela. Od oktobra 2016. cijena po kilogramu volframa je 150 dolara.

Jedan od najtrajnijih metala na svijetu, koji je slab radioaktivni element. Sveprisutan je, nalazi se iu čistom obliku i u sedimentnim stijenama.

Proces proizvodnje čistog uranijuma je prilično naporan, podijeljen je u nekoliko faza, zbog čega se iz tone uranijske rude dobije samo nekoliko grama metala. Koristi se za proizvodnju nuklearnog goriva, jezgra za oklopne projektile, kao i za bojenje stakla.

Cijena uranijuma za 2016. je oko 60 dolara po kg.