Чи можете ви уявити, що сталося, якби наші предки не виявили важливі метали, такі як срібло, золото, мідь і залізо? Напевно, ми б досі жили в хатинах, використовуючи камінь в якості основного інструменту. Саме фортеця металу зіграла важливу роль у формуванні нашого минулого і тепер працюють як основа, на якій ми будуємо майбутнє.

Деякі з них дуже м'які і буквально тануть у руках, як найактивніший метал в світі. Інші - настільки тверді, що їх неможливо зігнути, подряпати або зламати без застосування спецзасобів.

А якщо вам цікаво, які метали найтвердіші і міцні в світі, ми відповімо на це питання, враховуючи різні оцінки відносної твердості матеріалів (шкала Мооса, метод Брінелля), а також такі параметри як:

• Модуль Юнга: враховує еластичність елемента при розтягуванні, тобто здатність об'єкта до опору при пружною деформації.
• Межа плинності: визначає максимальну межу міцності матеріалу, після якого він починає проявляти пластичне поведінку.
• Межа міцності при розтягуванні: граничне механічне напруження, після якого матеріал починає руйнуватися.

10. Тантал

У цього металу відразу три переваги: ​​він міцний, щільний і дуже стійкий до корозії. Крім того, цей елемент належить до групи тугоплавких металів, таких як вольфрам. Щоб розплавити тантал вам доведеться розвести вогонь температурою 3 017 ° C.

Тантал в основному використовується в секторі електроніки для виробництва довговічних, надпотужних конденсаторів для телефонів, домашніх комп'ютерів, камер і навіть для електронних пристроїв в автомобілях.

9. Берилій

А ось до цього металевого красеня краще не наближатися без засобів захисту. Тому що берилій високотоксичний, і має канцерогенну і алергічних дією. Якщо вдихати повітря, що містить пил або пари берилію, то виникне захворювання бериліоз, що вражає легені.

Однак берилій несе не тільки шкоду, але і благо. Наприклад, додайте всього 0,5% берилію в сталь і отримаєте пружини, які будуть пружними навіть якщо довести їх до температури червоного розжарювання. Вони витримують мільярди циклів навантаження.

Берилій застосовують в аерокосмічній промисловості для створення теплових екранів і систем наведення, для створення вогнетривких матеріалів. І навіть вакуумна труба Великого адронного коллайдера зроблена з берилію.

8. Уран

Це природне радіоактивне речовина дуже широко поширене в земній корі, але сконцентровано в певних твердих скельних утвореннях.

Один з найбільш твердих металів в світі має два комерційно значущих застосування - ядерну зброю і ядерні реактори. Таким чином, кінцевою продукцією уранової промисловості є бомби і радіоактивні відходи.

7. Залізо і сталь

Як чиста речовина залізо не таке тверде в порівнянні з іншими учасниками рейтингу. Але через мінімальних витрат на видобуток воно часто комбінується з іншими елементами для виробництва сталі.

Сталь - це дуже міцний сплав з заліза та інших елементів, таких як вуглець. Це найбільш часто використовуваний матеріал в будівництві, машинобудуванні та інших галузях промисловості. І навіть якщо ви не маєте до них ніякого відношення, то все одно використовуєте сталь кожен раз, коли ріжете продукти ножем (якщо він, звичайно, не керамічний).

6. Титан

Титан - це практично синонім міцності. Він має вражаючу питомою міцністю (30-35 км), що майже вдвічі вище, ніж аналогічна характеристика легованих сталей.

Будучи тугоплавким металом, титан має високу стійкість до нагрівання і стирання, тому є одним з найбільш популярним сплавів. Наприклад, він може бути легирован залізом і вуглецем.

Якщо вам потрібна дуже тверда і при цьому дуже легка конструкція, то краще ніж титан металу годі й шукати. Це робить його вибором номер один для створення різних деталей в авіа- і ракетобудуванні та суднобудуванні.

5. Ренійський

Це дуже рідкісний і дорогий метал, який хоча і зустрічається в природі в чистому вигляді, зазвичай йде «доважком» -прімесью до молібденітом.

Якби костюм Залізної людини був зроблений з ренію, він міг би витримати температуру у 2000 ° C без втрати міцності. Про те, що стало б з самим ролі Залізної людини всередині костюма після такого «фаєр-шоу» ми промовчимо.

Росія - третя країна в світі за природними запасами ренію. Цей метал використовується в нафтохімічній промисловості, електроніки та електротехніки, а також для створення двигунів літаків і ракет.

4. Хром

За шкалою Мооса, яка вимірює стійкість хімічних елементів до подряпин, хром знаходиться в п'ятірці кращих, поступаючись лише бору, алмазу і вольфраму.

Хром цінується за високу корозійну стійкість і твердість. З ним легше звертатися, ніж з металами платинової групи, до того ж він більш поширений, тому хром є популярним елементом, використовуваним в сплавах, таких, як нержавіюча сталь.

А ще один з найміцніших металів на Землі використовується при створенні дієтичних добавок. Звичайно, ви будете приймати всередину не чистий хром, а його харчове з'єднання з іншими речовинами (наприклад, пиколинат хрому).

3. Іридій

Як і його «побратим» осмій, іридій відноситься до металів платинової групи, і за зовнішнім виглядом нагадує платину. Він дуже твердий і тугоплавкий. Щоб розплавити іридій, вам доведеться розвести багаття температурою вище 2000 ° C.

Іридій вважається одним з найважчих металів на Землі, а також одним з найбільш стійких до корозії елементів.

2. Осмий

Цей «міцний горішок» в світі металів відноситься до платинової групи і має високу щільність. Фактично це самий щільний природний елемент на Землі (22,61 г / см3). З цієї ж причини осмій НЕ плавиться до 3033 ° C.

Коли він легирован іншими металами платинової групи (такими як іридій, платина і паладій), він може використовуватися в багатьох різних областях, де необхідні твердість і довговічність. Наприклад, для створення ємностей для зберігання ядерних відходів.

1. Вольфрам

Найміцніший метал, який тільки є в природі. Цей рідкісний хімічний елемент також найтугоплавкіший з металів (3422 ° C).

Вперше він був виявлений в формі кислоти (триоксида вольфраму) в 1781 році шведським хіміком Карлом Шеєле. Подальші дослідження привели двох іспанських вчених - Хуана Хосе і Фаусто д'Ельхуяра - до відкриття кислоти з мінералу вольфраміту, з якого вони згодом ізолювали вольфрам за допомогою деревного вугілля.

Крім широкого застосування в лампах розжарювання, здатність вольфраму працювати в умовах сильної спеки робить його одним з найбільш привабливих елементів для збройової промисловості. Під час Другої світової війни цей метал зіграв важливу роль в ініціюванні економічних і політичних відносин між європейськими країнами.

Вольфрам також використовується для виготовлення твердих сплавів, а в аерокосмічній промисловості - для виготовлення ракетних сопел.

Таблиця межі міцності металів

Сплави проти металів

Сплави являють собою комбінації металів, і основною причиною їх створення є отримання більш міцного матеріалу. Найбільш важливим сплавом є сталь, яка являє собою комбінацію заліза і вуглецю.

Чим вище міцність сплаву - тим краще. І звичайна сталь тут не є «чемпіоном». Особливо перспективними представляються металургам сплави на основі ванадієвої сталі: кілька компаній випускають варіанти з межею міцності до 5205 МПа.

А найміцнішим і твердим з біосумісних матеріалів на даний момент є сплав титану з золотом β-Ti3Au.

Дивіться відео: Факти що вражають: найміцніші матеріали (Листопад 2024).