Използването на метали в ежедневието започва в зората на човешкото развитие, а първият метал е медта, тъй като е наличен в природата и може лесно да се обработва. Не без причина археолозите по време на разкопки намират различни продукти и домакински съдове, изработени от този метал. В процеса на еволюцията хората постепенно се научават да комбинират различни метали, получавайки все по-издръжливи сплави, подходящи за направата на инструменти, а по-късно и на оръжия. В наши дни експериментите продължават, благодарение на които е възможно да се идентифицират най-силните метали в света.
- висока специфична якост;
- устойчивост на високи температури;
- ниска плътност;
- устойчивост на корозия;
- механична и химическа устойчивост.
Титанът се използва във военната индустрия, авиационната медицина, корабостроенето и други области на производството.
Най-известният елемент, считан за един от най-силните метали в света и при нормални условия е слаб радиоактивен метал. В природата се среща както в свободно състояние, така и в кисели седиментни скали. Той е доста тежък, широко разпространен навсякъде и има парамагнитни свойства, гъвкавост, ковкост и относителна пластичност. Уранът се използва в много области на производство.
Известен като най-огнеупорния съществуващ метал, той е един от най-здравите метали в света. Това е плътен преходен елемент от лъскав сребристосив цвят. Има висока якост, отлична огнеупорност и устойчивост на химични влияния. Благодарение на свойствата си, той може да бъде изкован и изтеглен в тънка нишка. Известен като волфрамова нишка.
Сред представителите на тази група се счита за преходен метал с висока плътност със сребристо-бял цвят. В природата се среща в чиста форма, но се намира в молибденови и медни суровини. Характеризира се с висока твърдост и плътност и има отлична огнеупорност. Има повишена якост, която не се губи поради повтарящи се температурни промени. Реният е скъп метал и има висока цена. Използва се в съвременните технологии и електрониката.
Блестящ сребристо-бял метал с леко синкав оттенък, принадлежи към групата на платината и се счита за един от най-здравите метали в света. Подобно на иридия, той има висока атомна плътност, висока якост и твърдост. Тъй като осмият е платинен метал, той има свойства, подобни на иридия: огнеупорност, твърдост, крехкост, устойчивост на механични натоварвания, както и на влиянието на агресивни среди. Намира широко приложение в хирургията, електронната микроскопия, химическата промишленост, ракетната техника и електронното оборудване.
Принадлежи към групата на металите и е светлосив елемент с относителна твърдост и висока токсичност. Благодарение на уникалните си свойства, берилият се използва в голямо разнообразие от производствени области:
- ядрена енергия;
- космическо инженерство;
- металургия;
- лазерна технология;
- ядрена енергия.
Поради високата си твърдост берилият се използва в производството на легиращи сплави и огнеупорни материали.
Следващият в списъка на десетте най-здрави метала в света е хромът - твърд метал с висока якост със синкаво-бял цвят, устойчив на основи и киселини. В природата се среща в чист вид и намира широко приложение в различни отрасли на науката, техниката и производството. Хромът се използва за създаване на различни сплави, които се използват в производството на медицинско и химическо оборудване. Когато се комбинира с желязото, той образува сплав, наречена ферохром, която се използва в производството на металорежещи инструменти.
Танталът заслужава бронз в класацията, тъй като е един от най-здравите метали в света. Това е сребрист метал с висока твърдост и атомна плътност. Поради образуването на оксиден филм на повърхността му, той има оловен оттенък.
Отличителните свойства на тантала са висока якост, огнеупорност, устойчивост на корозия и устойчивост на агресивни среди. Металът е доста пластичен метал и може лесно да се обработва. Днес танталът се използва успешно:
- в химическата промишленост;
- при изграждането на ядрени реактори;
- в металургичното производство;
- при създаване на топлоустойчиви сплави.
Второто място в класацията на най-издръжливите метали в света е заето от рутения, сребрист метал, принадлежащ към групата на платината. Неговата особеност е наличието на живи организми в мускулната тъкан. Ценни свойства на рутения са висока якост, твърдост, огнеупорност, химическа устойчивост и способността да образува комплексни съединения. Рутеният се счита за катализатор за много химични реакции и действа като материал за производството на електроди, контакти и остри върхове.
Класацията на най-издръжливите метали в света се оглавява от иридий - сребристобял, твърд и огнеупорен метал, принадлежащ към групата на платината. В природата високоякостният елемент е изключително рядък и често се комбинира с осмий. Поради естествената си твърдост, той е труден за обработка и е силно устойчив на химикали. Иридият реагира много трудно на излагане на халогени и натриев пероксид.
Този метал играе важна роля в ежедневието. Добавя се към титан, хром и волфрам за подобряване на устойчивостта към киселинни среди, използва се в производството на канцеларски материали и се използва в бижутата за създаване на бижута. Цената на иридия остава висока поради ограниченото му присъствие в природата.
Време за четене: 1 минута.
Металите съпътстват човечеството почти през целия му съзнателен живот. Това започна, разбира се, с медта, тъй като тя е най-податливият на обработка материал и наличен в природата.
Еволюцията помогна на хората да се развият значително технически и с течение на времето те започнаха да изобретяват сплави, които ставаха все по-здрави и по-здрави. В наше време експериментите продължават и всяка година се появяват нови издръжливи сплави. Нека разгледаме най-добрите от тях.
Титан
Титанът е високоякостен материал, който е много търсен в много индустрии. Най-често срещаната област на приложение е авиацията. Всичко се дължи на успешната комбинация от ниска маса и висока якост. Също така свойствата на титана са висока специфична якост, устойчивост на физически влияния, температури и корозия.
Уран
Един от най-издръжливите елементи. В естествени условия той е слабо радиоактивен метал. Може да се намери в свободно състояние, много е тежък и е широко разпространен навсякъде поради парамагнитните си свойства. Уранът е гъвкав, има висока ковкост и относителна пластичност.
Волфрам
Най-огнеупорният метал, известен в момента. Има сребристосив цвят и е така нареченият преходен елемент. Свойствата на волфрама му позволяват да издържа на химическа атака и да може да се кове. Най-известната област на приложение се използва в лампи с нажежаема жичка.
Рений
Сребристо-бял метал. В природата се среща в чист вид, но има и молибденова суровина, в която също се намира. Отличителна черта на рения е неговата огнеупорност. Принадлежи към скъпите метали, така че цената му също е извън класациите. Основната област на приложение е електрониката.
Осмий
Осмият е сребристо-бял метал с лек син оттенък. Той принадлежи към групата на платината и има необичайно силно сходство с иридий в такива свойства като огнеупорност, твърдост и крехкост.
Берилий
Този метал е елемент, който има светлосив оттенък и е силно токсичен. Притежавайки такива необичайни свойства, материалът е намерил широко приложение в областта на ядрената енергетика и лазерните технологии. Високата якост на берилия позволява да се използва при производството на легиращи сплави.
хром
Синкаво-белият оттенък прави хрома да се откроява от тълпата. Устойчив е на основи и киселини. В природата може да се намери в чист вид. Хромът често се използва за създаване на различни сплави, които по-късно намират приложение в областта на медицината и химическото оборудване.
Струва си да се отбележи, че ферохромът е сплав от хром и желязо. Използва се при производството на металорежещи инструменти.
Тантал
Това е сребрист метал с висока твърдост и плътност. Оловен оттенък върху метала се образува поради появата на оксиден филм на повърхността. Металът се поддава добре на обработка.
Днес танталът се използва успешно при изграждането на ядрени реактори и металургичното производство.
Рутений
Сребрист метал, който принадлежи към групата на платината. Има необичаен състав: съдържа мускулна тъкан на живи организми. Друг отличителен факт е, че рутеният се използва като катализатор за много химични реакции.
Иридий
Този метал е на първо място в нашия рейтинг. Има сребристо бял цвят. Иридият също принадлежи към групата на платината и има най-висока твърдост от горните метали. В съвременния свят се използва много често. Добавя се главно към други метали, за да подобри тяхната устойчивост на киселинни среди. Самият метал е много скъп, тъй като е много слабо разпространен в природата.
Прочетете също:
- Много висока огнеупорност.
- Устойчив на корозия и окисляване дори при нагряване до високи температури.
- Устойчив на концентрирани киселини и други агресивни съединения.
- 10 -11% е съдържанието им в твърдата обвивка на планетата.
- Общото количество произведен чист метал за година е в следните граници: 4 тона за иридий, 1 т за осмий.
- Цената на осмия е приблизително равна на цената на златото.
Често срещано схващане за твърдостта е диамант или дамаска стомана/дамаска стомана. Ако първият минерал превъзхожда всички прости вещества, съществуващи на Земята, създадени от природата, тогава невероятните свойства на остриетата, изработени от рядка стомана, се дължат на уменията на майсторите на мечове и добавките от други метали. Много технически сплави, използвани например за производството на свръхтвърди ножове в машиностроенето, създаващи издръжливи, надеждни инструменти с уникални свойства, са свързани с тези добавки в обичайната симбиоза на желязо и въглерод, накратко, традиционно наречени стомана - хром, титан, ванадий, молибден, никел. Когато читателите попитат кой е най-твърдият метал в света, те са бомбардирани с порой от противоречива информация на страниците на уебсайтовете. В тази роля, според авторите на различни статии, или волфрам или хром, или иридий с осмий, или титан с тантал.
За да преминем през джунглата на не винаги правилно интерпретирани, макар и точни факти, си струва да се обърнем към първоизточника - системата от елементи, съдържащи се както в състава, така и в други космически обекти, оставени на човечеството от великия руски химик и физик D.I. Менделеев. Той имаше енциклопедични познания, направи много научни пробиви в знанията за структурата, състава и взаимодействието на веществата, в допълнение към известната таблица, основана на открития от него основен периодичен закон, наречен на негово име.
Най-близките до Слънцето планети - Меркурий, Венера, Марс, заедно с нашата планета се класифицират в една - земна група. Причини за това има не само сред астрономите, физиците и математиците, но и сред геолозите и химиците. Причината за такива заключения сред последните е, наред с други неща, фактът, че всички те се състоят главно от силикати, т.е. различни производни на елемента силиций, както и множество метални съединения от таблицата на Дмитрий Иванович.
По-специално, нашата планета се състои предимно (до 99%) от десет елемента:
Но човекът, освен желязото и сплавите на негова основа, необходими за оцеляването и развитието, винаги е бил много по-привличан от благородните метали, често наричани с уважение благородни метали - златото и среброто, а по-късно и платината.
Според научната класификация, приета от химиците, групата на платината включва рутений, родий, паладий и осмий с иридий. Всички те също принадлежат към благородни метали. Въз основа на тяхната атомна маса те условно се разделят на две подгрупи:
Последните две са от особен интерес за нашето псевдонаучно изследване на тема кой тук е най-трудният. Това се дължи на факта, че голямата атомна маса в сравнение с други елементи: 190,23 за осмий, 192,22 за иридий, според законите на физиката предполага огромна специфична плътност и, следователно, твърдостта на тези метали.
Ако плътното, тежко злато и оловото са меки, пластични вещества, които се обработват лесно, то осмият и иридият, открити в началото на 19 век, се оказват крехки. Тук е необходимо да се помни, че мярката за това физическо свойство е, че диамантът, който може да се използва за надписване върху всеки друг твърд материал от естествен или изкуствен произход без много усилия, също е изключително крехък, т.е. Доста лесно е да се счупи. Въпреки че на пръв поглед това изглежда почти невъзможно.
В допълнение, осмият и паладият имат много по-интересни свойства:
Ето защо, наред с платината, включително под формата на съединения с нея, те се използват в производството на катализатори за много химични процеси, високо прецизни устройства, оборудване, инструменти в медицинската, научната, военната и космическата сфера на човешката дейност. .
Именно осмий и иридий, а учените след изследвания смятат, че това свойство им е дадено приблизително еднакво от природата, са най-твърдите метали в света.
И всичко би било наред, но не много добре. Факт е, че както тяхното присъствие в земната кора, така и глобалното производство на тези много полезни минерали са незначителни:
Ясно е, че тези редкоземни, скъпи метали, въпреки тяхната твърдост, дори не могат да бъдат използвани в ограничена степен като суровини за производство; може би като добавки към сплави, съединения с други метали за придаване на уникални свойства.
Кой е за тях?
Но човекът нямаше да бъде себе си, ако не беше намерил заместител на иридий с осмий. Тъй като използването им е неподходящо и твърде скъпо, тогава вниманието не без успех беше насочено към други метали, намерили своето приложение в различни ситуации и отрасли за създаване на нови сплави, композитни материали, производство на оборудване, машини и механизми за двете гражданска и военна употреба:
Въпреки че най-твърдият метал в света, или по-скоро два от тях - иридий и осмий, са показали своите уникални свойства само в лабораторни условия, а също и като нищожни процентни добавки към сплави, други съединения за създаване на нови материали, необходими на хората, трябва да бъдат благодарни на природата и за този дар. В същото време няма съмнение, че любознателните умове на талантливи учени и гениални изобретатели ще измислят нови вещества с уникални свойства, както вече се случи със синтеза на фулерени, които се оказаха по-твърди от диаманта, който е вече изненадващо.
Много любители на интересни факти се интересуват от въпроса кой метал е най-трудният? И няма да е лесно да отговорите на този въпрос набързо. Разбира се, всеки учител по химия лесно ще каже правилно, без дори да мисли. Но сред обикновените граждани, които последно са учили химия в училище, не много ще могат да дадат отговор правилно и бързо. Това се дължи на факта, че от детството всички са свикнали да правят различни играчки от тел и добре са запомнили, че медта и алуминият са меки и се огъват добре, но стоманата, напротив, не е толкова лесно да придаде желаната форма. Човек най-често се занимава с трите посочени метала, така че дори не обмисля другите кандидати. Но стоманата, разбира се, не е най-твърдият метал в света. За да бъдем честни, заслужава да се отбележи, че това изобщо не е метал в химически смисъл, а съединение на желязо и въглерод.
Какво е титан?
Най-твърдият метал е титанът. Чистият титан е получен за първи път през 1925 г. Това откритие предизвика сензация в научните среди. Индустриалците веднага привлякоха вниманието към новия материал и оцениха предимствата от използването му. Според официалната версия най-твърдият метал на Земята е получил името си в чест на неразрушимите титани, които според древногръцката митология са били основателите на света.
Според учените общите световни запаси от титан днес са около 730 милиона тона. При сегашния темп на добив на изкопаеми суровини ще има достатъчно за още 150 години. Титанът е на 10-то място по природни запаси сред всички известни метали. Най-големият производител на титан в света е руската компания VSMPO-Avisma, която задоволява до 35% от световните нужди. Фирмата се занимава с пълния цикъл на обработка от добива на руда до производството на различни продукти. Той заема около 90% от руския пазар за производство на титан. Около 70% от готовата продукция се изнася.
Титанът е лек, сребрист метал с точка на топене 1670 градуса по Целзий. Проявява висока химическа активност само при нагряване, не реагира с повечето химични елементи и съединения. В природата не се среща в чист вид. Често срещан под формата на рутил (титанов диоксид) и илменит (сложно вещество, състоящо се от титанов диоксид и железен оксид) руди. Чистият титан се изолира чрез синтероване на рудата с хлор и след това изместване на по-активния метал (обикновено магнезий) от получения тетрахлорид.
Промишлени приложения на титан
Най-твърдият метал има доста широка гама от приложения в много индустрии. Аморфно подредените атоми осигуряват на титана най-високо ниво на якост на опън и усукване, добра устойчивост на удар и високи магнитни качества. Металът се използва за направата на въздушни транспортни тела и ракети. Той се справя добре с огромните натоварвания, които автомобилите изпитват на големи височини. Титанът се използва и при производството на корпуси за подводници, тъй като може да издържи на високо налягане на голяма дълбочина.
В медицинската индустрия металът се използва при производството на зъбни протези и зъбни импланти, както и хирургически инструменти. Елементът се добавя като легираща добавка към някои видове стомана, което им придава повишена здравина и устойчивост на корозия. Титанът е много подходящ за леене, тъй като произвежда идеално гладки повърхности. Използва се и за направата на бижута и декоративни предмети. Активно се използват и титанови съединения. Диоксидът се използва за направата на бои, варос и се добавя към хартия и пластмаса.
Органичните титанови соли се използват като втвърдяващ катализатор в производството на бои и лакове. От титанов карбид се правят различни инструменти и приставки за обработка и пробиване на други метали. В прецизното инженерство титановият алуминид се използва за производство на устойчиви на износване елементи, които имат висока граница на безопасност.
Най-твърдата метална сплав е получена от американски учени през 2011 г. Съставът му включваше паладий, силиций, фосфор, германий и сребро. Новият материал беше наречен "метално стъкло". Той съчетава твърдостта на стъклото и пластичността на метала. Последното предотвратява разпространението на пукнатини, както се случва със стандартното стъкло. Естествено, материалът не е пуснат в широко производство, тъй като неговите компоненти, особено паладий, са редки метали и са много скъпи.
В момента усилията на учените са насочени към търсене на алтернативни компоненти, които да запазят получените свойства, но значително да намалят себестойността на производството. Някои части за космическата индустрия обаче вече се произвеждат от получената сплав. Ако в структурата могат да бъдат въведени алтернативни елементи и материалът стане широко разпространен, тогава е напълно възможно той да се превърне в една от най-популярните сплави на бъдещето.
От детството знаем, че най-здравият метал е стоманата. Всичко желязо свързваме с него.
Железният човек, желязната лейди, стоманен характер. Когато произнасяме тези фрази, имаме предвид невероятна сила, сила, твърдост.
Дълго време стоманата е основният материал в производството и въоръжението. Но стоманата не е метал. За да бъдем по-точни, това не е изцяло чист метал. Това е с въглерод, в който присъстват други метални добавки. Чрез използване на добавки, напр. промени свойствата си. След това се обработва. Производството на стомана е цяла наука.
Най-здравият метал се получава чрез въвеждане на подходящи сплави в стоманата. Това може да бъде хром, който придава устойчивост на топлина, никел, който прави стоманата твърда и еластична и т.н.
В някои области стоманата започна да замества алуминия. Времето минаваше, скоростите се увеличаваха. Алуминият също не издържа. Трябваше да се обърна към титан.
Да, да, титанът е най-здравият метал. За да даде на стоманата характеристики с висока якост, към нея започна да се добавя титан.
Открит е през 18 век. Поради неговата крехкост беше невъзможно да се използва. С течение на времето, след като са получили чист титан, инженерите и дизайнерите се интересуват от неговата висока специфична якост, ниска плътност, устойчивост на корозия и високи температури. Неговата физическа сила надвишава силата на желязото няколко пъти.
Инженерите започнаха да добавят титан към стоманата. Резултатът е най-издръжливият метал, намерил приложение в среда с ултрависока температура. По това време никоя друга сплав не можеше да им устои.
Ако си представите самолет, който лети три пъти по-бързо, можете да си представите как се нагрява покриващият метал. Ламарината на обшивката на самолета при такива условия се нагрява до +3000C.
Днес титанът се използва неограничено във всички области на производството. Това са медицината, самолетостроенето, корабостроенето.
Ясно е, че титанът ще трябва да се движи в близко бъдеще.
Учени от САЩ в лабораториите на Тексаския университет в Остин откриха най-тънкия и издръжлив материал на Земята. Нарекоха го графен.
Представете си плоча, чиято дебелина е равна на дебелината на един атом. Но такава плоча е по-здрава от диаманта и провежда електрически ток сто пъти по-добре от компютърните чипове, направени от силиций.
Графенът е материал с вредни свойства. Скоро ще напусне лабораторията и с право ще заеме мястото си сред най-издръжливите материали във Вселената.
Дори е невъзможно да си представим, че няколко грама графен биха били достатъчни, за да покрият футболно игрище. Това е метал. Тръбите, изработени от такъв материал, могат да се полагат ръчно без използване на повдигащи и транспортни механизми.
Графенът, подобно на диаманта, е най-чистият въглерод. Неговата гъвкавост е невероятна. Този материал се огъва лесно, сгъва се перфектно и се навива перфектно.
Производителите на сензорни екрани, слънчеви панели, мобилни телефони и накрая супер бързи компютърни чипове вече са започнали да го разглеждат.