De hårdaste metallerna i världen. Den starkaste metallen i världen

När vi pratar om hård och hållbar metall, då drar en person i sin fantasi omedelbart en krigare med ett svärd och i rustning. Jo, eller med sabel, och alltid av Damaskus-stål. Men stål, även om det är starkt, är inte en ren metall, det erhålls genom att legera järn med kol och några andra metalltillsatser. Och vid behov utsätts stålet för bearbetning för att ändra dess egenskaper.

Lätt, hållbar silvervit metall

Var och en av tillsatserna, vare sig det är krom, nickel eller vanadin, är ansvarig för en viss kvalitet. Men titan tillsätts för styrka - de hårdaste legeringarna erhålls.

Enligt en version fick metallen sitt namn från Titans, mäktiga och orädda barn till jordgudinnan Gaia. Men enligt en annan version är den silverfärgade substansen uppkallad efter älvorna Titania.

Titan upptäcktes av tyska och engelska kemister Gregor och Klaproth oberoende av varandra med en skillnad på sex år. Det hände i slutet av 1700-talet. Ämnet tog omedelbart sin plats i periodiska systemet Mendelejev. Tre decennier senare erhölls det första provet av metalliskt titan. Och under lång tid användes inte metallen på grund av dess bräcklighet. Exakt före 1925 - det var då, efter en rad experiment, rent titan erhölls med jodidmetoden. Upptäckten var ett verkligt genombrott. Titan visade sig vara tekniskt avancerat, designers och ingenjörer uppmärksammade det omedelbart. Och nu erhålls metall från malm, främst genom den magnesium-termiska metoden, som föreslogs 1940.

Om du rör fysikaliska egenskaper titan, kan vi notera dess höga specifika styrka, styrka vid höga temperaturer, låg densitet och korrosionsbeständighet. Den mekaniska hållfastheten hos titan är dubbelt så stor som för järn och sex gånger den hos aluminium. Vid höga temperaturer, där lätta legeringar inte längre fungerar (baserade på magnesium och aluminium), kom till undsättning titanlegeringar. Till exempel utvecklar ett flygplan på en höjd av 20 kilometer en hastighet som är tre gånger högre än ljudets hastighet. Och temperaturen på dess fodral är cirka 300 grader Celsius. Endast titanlegering tål sådana belastningar.

När det gäller prevalens i naturen hamnar metallen på tionde plats. Titan bryts i Sydafrika, Ryssland, Kina, Ukraina, Japan och Indien. Och det är långt ifrån komplett lista länder.

Titan är den starkaste och lättaste metallen i världen

Listan över möjligheter för användning av metall är respektabel. Dessa är militärindustrin, osteoproteser inom medicin, smycken och sportprodukter, brädor mobiltelefoner och mycket mera. Konstruktörer av raketer, flygplan och skeppsbyggnad lyfter ständigt titan. Inte ens den kemiska industrin lämnade metall obevakad. Titan är utmärkt för gjutning, eftersom konturerna under gjutningen är exakta och har en slät yta. Arrangemanget av atomer i titan är amorft. Och det garanterar hög draghållfasthet, seghet, utmärkta magnetiska egenskaper.

De hårdaste metallerna med den högsta densiteten

Osmium och iridium är också bland de hårdaste metallerna. Dessa är ämnen från platinagruppen, de har den högsta, nästan identiska, densiteten.

Iridium upptäcktes 1803. Metallen upptäcktes av en kemist från England, Smithson Tennat, under studiet av naturlig platina från Sydamerika. Förresten, från den antika grekiska "iridium" översätts som "regnbåge".

Den hårdaste metallen är ganska svår att få tag på, eftersom den är nästan obefintlig i naturen. Och ofta finns metallen i meteoriter som fallit till marken. Enligt forskare borde innehållet av iridium på vår planet vara mycket högre. Men på grund av metallens egenskaper - siderofilicitet - ligger den på djupet av jordens inre.

Iridium är ganska svårt att bearbeta både termiskt och med kemiska medel. Metallen reagerar inte med syror, inte ens kombinationer av syror vid temperaturer under 100 grader. Samtidigt är ämnet föremål för oxidationsprocesser i aqua regia (detta är en blandning av saltsyra och salpetersyra).

Intresse som källa elektrisk energi, representerar iridiumisotopen 193 m 2. Eftersom halveringstiden för metallen är 241 år. Hittades bred tillämpning iridium inom paleontologi och industri. Det används vid tillverkning av spetsar för pennor och bestämning av åldern på olika lager av jorden.

Men osmium upptäcktes ett år senare än iridium. Denna hårdmetall hittades i den kemiska sammansättningen av fällningen av platina, som löstes i aqua regia. Och namnet "osmium" kom från det antika grekiska ordet för "lukt". Metall påverkas inte mekanisk påverkan. Samtidigt är en liter osmium flera gånger tyngre än tio liter vatten. Denna fastighet är dock fortfarande oanvänd.

Osmium bryts i amerikanska och ryska gruvor. Dess fyndighet är också rik i Sydafrika. Ganska ofta finns metallen i järnmeteoriter. För specialister är osmium-187 av intresse, som endast exporteras från Kazakstan. Det används för att bestämma meteoriternas ålder. Det är värt att notera att bara ett gram av isotopen kostar 10 tusen dollar.

Jo, de använder osmium i industrin. Och inte i sin rena form, utan i form av en hård legering med volfram. Tillverkad av substansen av glödlampor. Osmium är en katalysator vid tillverkning av ammoniak. Sällan är skärande delar gjorda av metall för operationens behov.

Den hårdaste rena metallen

Den hårdaste av de renaste metallerna på planeten är krom. Han lämpar sig perfekt bearbetning. Den blåvita metallen upptäcktes 1766 i närheten av Jekaterinburg. Mineralet fick då namnet "Sibiriskt rött bly". Hans modernt namn- krokoit. Några år efter upptäckten, nämligen 1797, isolerade den franske kemisten Vauquelin en ny metall från metallen, redan eldfast. Experter tror idag att det resulterande ämnet är kromkarbid.

Namnet på detta element kommer från den grekiska "färgen", eftersom själva metallen är känd för olika färger på dess föreningar. Krom är ganska lätt att hitta i naturen, det är vanligt. Du kan hitta metall i Sydafrika, som rankas först när det gäller produktion, samt i Kazakstan, Zimbabwe, Ryssland och Madagaskar. Det finns fyndigheter i Turkiet, Armenien, Indien, Brasilien och Filippinerna. Specialister uppskattar särskilt vissa kromföreningar - dessa är kromjärnmalm och krokoit.

Den hårdaste metallen i världen är volfram

Wolfram är kemiskt element, den svåraste när den betraktas tillsammans med andra metaller. Dess smältpunkt är ovanligt hög, bara kol är högre, men det är inte ett metalliskt grundämne.

Men volframets naturliga hårdhet berövar den inte samtidigt flexibilitet och smidighet, vilket gör det möjligt att smida alla nödvändiga detaljer från den. Det är dess flexibilitet och värmebeständighet som gör volfram till ett idealiskt material för att smälta till exempel små delar av belysningsarmaturer och TV-delar.

Volfram används även inom mer seriösa områden, till exempel vapentillverkning – för tillverkning av motvikter och artillerigranater. Denna volfram har sin höga densitet, vilket gör den till huvudämnet i tunga legeringar. Tätheten av volfram är i värde nära guld - bara några tiondelar utgör skillnaden.

På sajten kan du läsa vilka metaller som är mjukast, hur de används och vad de är gjorda av.
Prenumerera på vår kanal i Yandex.Zen

När det kommer till den mest hållbara metallen i världen är det säkert många som föreställer sig en formidabel krigare i rustning och med ett svärd av Damaskus-stål. Stål är dock långt ifrån den starkaste metallen i världen, eftersom det erhålls genom att legera järn med kol och andra tillsatser. Den hårdaste av de rena metallerna anses vara titan!
Om ursprunget till namnet på denna metall, det finns två olika versioner. Vissa säger att det silverfärgade ämnet började kallas så för att hedra älvdrottningen Titania(från germansk mytologi). Faktum är att den, förutom att vara en mycket hållbar metall, också är otroligt lätt. Andra är benägna att tro att metallen fick sitt namn tack vare titanerna - starka och mäktiga barn till jordgudinnan Gaia. Hur som helst, båda versionerna ser ganska vackra och poetiska ut och har rätt att existera.

Titan upptäcktes av två forskare på en gång: tysken M.G. Klaptor och engelsmannen W. Gregor. En sådan upptäckt, med en skillnad på sex år, gjordes i slutet av 1700-talet, varefter ämnet omedelbart lades till det periodiska systemet. Där tog den det 22:a serienumret.

Sant, på grund av dess bräcklighet, metall länge sedan inte använd. Först 1925, efter att ha gått igenom en serie experiment, lyckades kemister få rent titan, vilket blev ett verkligt genombrott i mänsklighetens historia. Metallen visade sig vara mycket tillverkningsbar med låg densitet, hög specifik hållfasthet och korrosionsbeständighet, samt hög hållfasthet vid höga temperaturer.

När det gäller mekanisk styrka, titan och sex gånger styrkan hos aluminium. Det är därför listan över möjliga tillämpningar av titan är oändlig. Det används inom medicin för osteoprosthetics, i militär industri(för att skapa en korpus ubåtar, pansar inom flyg- och kärnteknik). Dessutom har metallen etablerat sig inom sport och smycken, tillverkning av mobiltelefoner.

Video:

Förresten, när det gäller distribution på jorden, upptar den starkaste metallen i världen den tionde positionen. Dess fyndigheter finns i Sydafrika, Kina, Ukraina, Japan, Indien.

Fast att döma av senaste upptäckterna inom kemiområdet kommer titan med tiden att behöva ge titeln supermetall till en annan representant. För inte så länge sedan uppfann forskare ett ämne som är starkare än metall. Detta är "flytande metall", eller i översättning - "flytande". Mirakelsubstansen har lyckats etablera sig som rostfri och felfri för gjutning. Och även om mänskligheten fortfarande behöver arbeta hårt för att lära sig att använda den nya metallen till fullo, kanske framtiden tillhör den.

När ordet "metall" nämns, ritar alla i sin fantasi en solid, hållbar och superstark järnplåt som inte bara kan böjas eller brytas. Men metaller är väldigt olika. Och om du undrar vilken metall som är den mest hållbara i världen, kommer vi att ge dig ett tillförlitligt svar och berätta om en sådan metall. Det är ett material av silvervit färg, som kallas "titan".

Vem öppnade den och när?

Två forskare arbetade på upptäckten av denna metall på en gång - engelsmannen W. Gregory och tysken M. Klaptor. De upptäckte detta element i slutet av artonhundratalet, men med ett mellanrum på sex år. I det periodiska systemet dök titan upp på det tjugoandra serienumret omedelbart efter upptäckten av metallen av forskare. Men på grund av den höga sprödheten hos titan länge sedan hittade ingen ansökan. Och 1925. Holländska fysiker gjorde en verklig upptäckt genom att isolera det renaste titanet, som kombinerar många fördelar. Metallen började kännetecknas av hög tillverkningsbarhet, utmärkt specifik hållfasthet, motståndskraft mot korrosion och otrolig styrka när den utsätts för höga temperaturer.

De viktigaste egenskaperna hos titan

Världens starkaste metall, skapad av forskare 1925, är otroligt duktil, vilket gör det möjligt att skapa plåt, stavar, band, rör, trådar och folier från den. När det gäller hårdhet är titan fyra gånger hårdare än järn och koppar, och titan är tolv gånger starkare än aluminium i denna parameter. Titanprodukter behåller sin styrka även när de utsätts för höga temperaturer. Titandelar kan tjäna under lång tid under påverkan av ultrahöga belastningar.

Den mest hållbara metallen på jorden har också utmärkta korrosionsskyddsegenskaper. Till exempel placeras i havsvatten en titanplåt har inte varit utsatt för rost på tio år. Ökat intresse el- och radioelektronikingenjörer har tillgång till denna metall – och allt för att världens starkaste metall har betydande elektriskt motstånd och kännetecknas av icke-magnetiska egenskaper.

Varför kallas denna metall "titan"?

Det finns två versioner av ursprunget till dess namn. Enligt en av dem tror man att den silvervita metallen har fått sitt namn efter älvorna Titanias drottning, som är känd från den germanska mytologin. Och allt för att materialet, förutom hög hållfasthet, också är otroligt lätt. Enligt en annan version är metallen uppkallad efter de mäktiga barnen till gudinnan Gaia - Titans. Det är svårt att bedöma vilken av dessa versioner som är mer rimlig, men det kan noteras att var och en av dem är underbar och har en plats att vara.

Applicering av titan

Användningen av silvermetall är ganska bred. Det används i den militära industrin (konstruktion av missiler, pansar för flygplan, ubåtsskrov, etc.), medicin (proteser), bilindustri, jordbruk, mobiltelefoner och smycken.

Ännu lättare och mer hållbart

Ganska nyligen meddelade kaliforniska forskare för hela världen att de hade upptäckt den lättaste och mest hållbara metallen. Detta är en flytande metall som skapas av en blandning av grafenoxid och lyofiliserat kol. Flytande metall har redan fått höga betyg från specialister och har etablerat sig som ett idealiskt material för gjutning och rostfritt stål.

Den nya metallen är så lätt att blombladen lätt kan hålla den. Som ni vet kännetecknas grafen inte bara av sin lätthet och höga hållfasthet, utan också av sin utmärkta flexibilitet. Därför utvecklar forskare idag i riktning mot att skapa ett ultralätt material, och kanske inom en snar framtid kommer ännu mer unika material att dyka upp inför mänskligheten.

Sedan barndomen vet vi att den mest hållbara metallen är stål. Allt järn är förknippat med det.

Iron man, iron lady, stålkaraktär. Med att säga dessa fraser menar vi otrolig styrka, styrka, hårdhet.

Länge var stål huvudmaterialet i produktion och vapen. Men stål är inte metall. För att vara mer exakt är det inte en helt ren metall. Detta är med kol, i vilket även andra metalltillsatser finns. Genom att applicera tillsatser, d.v.s. ändra dess egenskaper. Efter det bearbetas det. Ståltillverkning är en hel vetenskap.

Den starkaste metallen erhålls genom att införa lämpliga legeringar i stålet. Det kan vara krom som även ger värmebeständighet, nickel som gör stål hårt och elastiskt osv.

I vissa positioner började stål tränga undan aluminium. Tiden gick, hastigheten ökade. Aluminium höll inte heller. Jag var tvungen att vända mig till titanen.

Ja, titan är den starkaste metallen. För att ge stål höga hållfasthetsegenskaper tillsattes titan till det.

Det öppnades på XVIII-talet. På grund av dess bräcklighet var det omöjligt att använda det. Med tiden, efter att ha fått rent titan, blev ingenjörer och designers intresserade av dess höga specifika styrka, låga densitet, motståndskraft mot korrosion och höga temperaturer. Dess fysiska styrka överstiger styrkan hos järn med flera gånger.

Ingenjörer började lägga till titan till stål. Resultatet blev den mest hållbara metallen som har funnits i en miljö med ultrahöga temperaturer. På den tiden kunde ingen annan legering stå emot dem.

Om du föreställer dig ett flygplan som flyger tre gånger snabbare än du kan föreställa dig, hur värms beklädnadsmetallen upp. Plåten på flygplanets hud under sådana förhållanden värms upp till +3000C.

Idag används titan obegränsat inom alla produktionsområden. Dessa är medicin, flygplansbyggande, fartygsproduktion.

Med alla självklarheter kan vi säga att inom en snar framtid kommer titanen att behöva flytta.

Forskare från USA upptäckte i laboratorierna vid University of Texas i Austin det tunnaste och mest hållbara materialet på jorden. De kallade det grafen.

Föreställ dig en platta vars tjocklek är lika med tjockleken på en atom. Men en sådan platta är starkare än diamant och sänder hundra gånger bättre elektricitetän datorchips av kisel.

Grafen är ett material med fantastiska egenskaper. Han kommer snart att lämna laboratorierna och med rätta ta sin plats bland de flesta hållbara material Universum.

Det är till och med omöjligt att föreställa sig att några gram grafen skulle räcka för att täcka en fotbollsplan. Här är metallen. Rör gjorda av sådant material kan läggas manuellt utan användning av lyft- och transportmekanismer.

Grafen, som diamant, är det renaste kolet. Hans flexibilitet är fantastisk. Sådant material böjs lätt, viks perfekt och rullar ihop perfekt.

Tillverkare av pekskärmar, solpaneler, mobiltelefoner och slutligen supersnabba datorchips.

Debatten om vilken av metallerna som ska tilldelas titeln världens mest hållbara och värdefulla upphör inte. Orsaken till tvisterna var skillnaden i deras egenskaper och egenskaper.

Den silvervita, extremt eldfasta metallen som tillhör platinagruppen toppar vår styrka. Det öppnades först 1803. Det är extremt sällsynt i naturen, den huvudsakliga källan till iridiumproduktion är liten himlakroppar. Volymen av världsproduktionen av iridium överstiger inte 3 ton.

Enligt forskare finns dess avlagringar också på vår planet, de är belägna i själva djupet av jordens tarmar, vilket gör deras utvinning extremt svårt idag.

Iridium läggs till eldfasta metaller: titan, volfram, krom, för att öka deras motståndskraft mot syror, och används vid tillverkning av smycken och pappersvaror. Möjligheterna med iridium används också aktivt i industrin, tändstift för förbränningsmotorer, delar för rymdfarkoster produceras.

På grund av sällsyntheten, priset ädelmetallär extremt hög, från och med oktober 2016 är det mer än $20 per gram.

En av de starkaste metallerna med hög atomdensitet har en blynyans som tillhandahålls av en oxidfilm på ytan. I sin rena form bröts den först i början av 1900-talet.

För att få 1 ton tantal är det nödvändigt att bearbeta cirka 3 000 ton malm. De viktigaste fyndigheterna finns i Frankrike, Australien, Kina och Egypten. Med all sin hårdhet har den hög duktilitet, jämförbar med guld.

Det börjar smälta vid ultrahöga temperaturer (cirka 3000 ⁰С), det är resistent mot kemiska reagenser och nästan alla syror, förutom en blandning av salpeter- och fluorvätesyror.

Om efter upptäckten användes tantal uteslutande för produktion av tråd för glödlampor, nu uppskattas dess motstånd mot mekaniska och termiska influenser.

Den har funnit bred tillämpning i olika branscher industri, maskinteknik och rymdindustri. Supraledare är gjorda av det, som används vid tillverkning av benproteser, militär rustning.

Svårigheten att utvinna tantal säkerställer dess höga pris, som i oktober 2016 är cirka 300 dollar per kilogram.

En av de hårdaste metallerna, tillhör platinagruppen, därför anses den vara ädel, skiljer sig åt hög temperatur smältning (2334 ⁰С), sällsynthet, motstånd mot yttre påverkan.

Rutheniumkristaller är ganska ömtåliga och kan lätt slås i en mortel. Tillverkad i bulk i Sydafrika, har en behaglig blågrå nyans. Ruthenium isoleras från berget genom komplex kemisk behandling, men i sin rena form används det praktiskt taget inte på grund av dess sprödhet.

Tillsätts huvudsakligen till föreningar med olika metaller för att förbättra egenskaper som hårdhet (till platina och palladium i Smycken), motstånd mot aggressiva miljöer (titan), för att förbättra effektiviteten hos elektriska kontakter, termoelement, används också för produktion av laboratorieglas.

Det tillhör inte bara de hårdaste utan också de dyraste metallerna, priset överstiger $20 per gram.

En hårdmetall av silvervit färg, som inte finns i sin rena form, utan utvunnen från kromjärnmalm. Det smälter vid en temperatur på 1907 ⁰С, är resistent mot alkalier och syror och är inte utsatt för korrosion.

På grund av dess egenskaper har den funnit bred tillämpning inom lätt industri, den används för tillverkning av metallskärande verktyg, vapen. Kostnaden för metallen är instabil och fluktuerar inom ett mycket brett intervall.

En hård, stark, lätt och mycket giftig metall, lätt grå nyans. Förgiftad av berylliumångor kan du dö. Funnet applikation inom kärnkraftsindustrin vid tillverkning av neutronreflektorer, läggs till legeringar för att ge dem ytterligare styrka, korrosionsbeständighet.

Används även inom kärnkraftsindustrin, metallurgi, aerodynamik. Priset på beryllium 2016 var 5500-6000 dollar per kilogram

Stark och tät metall av silverblå färg, 3 gånger tyngre än bly i vikt. Det finns sällan i sin rena form, som regel utvinns det från andra representanter för platinagruppen, i tandem med iridium eller som en del av kosmiska kroppar som har fallit till jorden.

Den har en stark obehaglig arom. Det finns i ett antal regioner i Ryssland, norra och Sydamerika. Det separeras från andra föroreningar genom komplex kemiska reaktioner, vars varaktighet är upp till 9 månader. Har funnit bred tillämpning i olika branscher.

I samband med volfram används det för produktion av filament och med platina - för pacemakers och kirurgiska instrument. På grund av svårigheten att utvinna och begränsad mängd har den ett högt pris, 100 g osmium kostar cirka 7 700 dollar.

Det är en biprodukt vid tillverkning av koppar och molybden. Det används i modern flygplanskonstruktion, produktion av högprecisionselektronik, i syntesen av högoktanig bensin.

Expansion av tillämpningar av rhenium hindras av komplexiteten i gruvdrift och spridning över ytan jordskorpan. Samma faktor ger metallen en hög kostnad (upp till $4 000 per kg).

Ljusgrå metall, som påminner om platina, kännetecknas av hög densitet och eldfasthet. Det är ganska vanligt i naturen, förekommer i form av föreningar stenar kallas wolframit.

Trots hårdheten hos volfram lämpar det sig perfekt för smide vid temperaturer över 1600 ⁰С, vilket gör det möjligt att använda det i tung industri som grund för eldfasta metaller.

Volframelement används vid skapandet av tv-apparater och belysningsarmaturer. Från och med oktober 2016 är priset per kilo volfram $150.

En av de mest hållbara metallerna i världen, som är ett svagt radioaktivt grundämne. Det är allestädes närvarande, finns både i ren form och i sedimentära bergarter.

Processen att producera rent uran är ganska mödosam, uppdelad i flera steg, som ett resultat av vilka endast några gram metall erhålls från ett ton uranmalm. Det används för produktion av kärnbränsle, kärnor för pansargenomträngande projektiler, samt för färgning av glas.

Kostnaden för uran för 2016 är cirka 60 USD per kg.