Kan du föreställa dig vad som skulle ha hänt om våra förfäder inte hade upptäckt viktiga metaller som silver, guld, koppar och järn? Vi skulle förmodligen fortfarande bo i kojor och använda sten som vårt huvudverktyg. Det är styrkan hos metallen som spelade en viktig roll i att forma vårt förflutna och nu fungerar som grunden för vilken vi bygger framtiden.

Några av dem är väldigt mjuka och smälter bokstavligen i dina händer, som världens mest aktiva metall. Andra är så hårda att de inte kan böjas, repas eller bryts utan användning av specialutrustning.

Och om du är intresserad av vilka metaller som är de hårdaste och mest hållbara i världen kommer vi att besvara den här frågan med hänsyn till olika uppskattningar av materialens relativa hårdhet (Mohs skala, Brinell-metoden), samt parametrar som:

• Youngs modul: tar hänsyn till elasticiteten hos ett element under spänning, det vill säga ett förmåls förmåga att motstå under elastisk deformation.
• Utbytesstyrka: bestämmer den maximala draghållfastheten för ett material, varefter det börjar uppvisa duktilt beteende.
• Draghållfasthet: ultimat dragspänning varefter materialet börjar brytas.

10. Tantal

Denna metall har tre fördelar på en gång: den är hållbar, tät och mycket motståndskraftig mot korrosion. Dessutom tillhör detta element gruppen av eldfasta metaller såsom volfram. För att smälta tantal måste du tända en eld vid en temperatur av 3 017 ° C.

Tantal används främst inom elektronikbranschen för produktion av hållbara, tunga kondensatorer för telefoner, hemdatorer, kameror och till och med för elektroniska apparater i bilar.

9. Beryllium

Men det är bättre att inte närma sig denna metalliska stiliga man utan skyddsutrustning. Eftersom beryllium är mycket giftigt och har en cancerframkallande och allergisk effekt. Om du inhalerar luft som innehåller damm eller ångor av beryllium, uppstår en berylliossjukdom som påverkar lungorna.

Beryllium är dock inte bara skadligt utan också bra. Lägg till exempel bara 0,5% beryllium till stål och få fjädrar som kommer att vara fjädrande även om de bringas till röd värme. De tål miljarder belastningscykler.

Beryllium används inom flygindustrin för att skapa termiska skärmar och styrsystem för att skapa eldfasta material. Och till och med vakuumröret från Large Hadron Collider är tillverkat av beryllium.

8. Uranus

Denna naturliga radioaktiva substans är mycket utbredd i jordskorpan, men koncentrerad i vissa fasta bergformationer.

En av världens hårdaste metaller har två kommersiellt betydande tillämpningar - kärnvapen och kärnreaktorer. Således är de slutliga produkterna från uranindustrin bomber och radioaktivt avfall.

7. Järn och stål

Som ett rent ämne är järn inte så fast i jämförelse med andra betygsaktörer. Men på grund av minimikostnaderna för gruvdrift kombineras det ofta med andra element för stålproduktion.

Stål är en mycket stark legering av järn och andra element som kol. Detta är det mest använda materialet inom bygg-, verkstads- och andra industrier. Och även om du inte har något att göra med dem använder du fortfarande stål varje gång du skär produkter med en kniv (såvida det naturligtvis inte är keramiskt).

6. Titan

Titan är nästan synonymt med styrka. Den har en imponerande specifik styrka (30-35 km), som är nästan dubbelt så hög som den liknande karakteristiken för legeringsstål.

Eftersom det är en eldfast metall, är titan mycket motståndskraftig mot värme och nötning, därför är det en av de mest populära legeringarna. Till exempel kan det legeras med järn och kol.

Om du behöver en mycket solid och samtidigt mycket lätt konstruktion, är det bättre än metall att hitta titan. Detta gör honom till det främsta valet för att skapa olika delar inom flygplan och raketvetenskap och skeppsbyggnad.

5. Rhenium

Detta är en mycket sällsynt och dyr metall, som, även om den finns i naturen i dess rena form, vanligtvis kommer med en "blandning" av molybdenit.

Om Iron Man-dräkten tillverkades av renium, kunde den tåla temperaturer på 2000 ° C utan förlust av styrka. Vad som skulle hända med Iron Man själv i kostymen efter en sådan "eldshow" kommer vi att tystas.

Ryssland är det tredje landet i världen när det gäller naturreservat av renium. Denna metall används inom petrokemisk industri, elektronik och elektroteknik samt för att skapa flygmotorer och raketer.

4. Chrome

Enligt Mohs-skalan, som mäter kemiska elementers motstånd mot repor, ligger krom i topp fem, bara för bor, diamant och volfram.

Chrome uppskattas för sin höga korrosionsbeständighet och hårdhet. Det är lättare att hantera än platinagruppsmetaller, dessutom är det vanligare, därför är krom ett populärt element som används i legeringar som rostfritt stål.

Och en av de starkaste metallerna på jorden används för att skapa kosttillskott. Naturligtvis tar du inte rent krom inne, utan dess livsmedelsförening med andra ämnen (till exempel krompikolinat).

3. Iridium

Liksom dess "bror" -smycke tillhör iridium platinagruppsmetallerna och liknar utseende platina. Det är mycket svårt och eldfast. För att smälta iridium måste du göra en bål med temperaturer över 2000 ° C.

Iridium anses vara en av de tyngsta metallerna på jorden, liksom ett av de mest korrosionsbeständiga elementen.

2. Osmium

Denna "tuffa mutter" i metallernas värld tillhör platinagruppen och har en hög densitet. I själva verket är det det tätaste naturelementet på jorden (22,61 g / cm3). Av samma anledning smälter osmium inte till 3033 ° C.

När den är legerad med andra platinagruppsmetaller (som iridium, platina och palladium) kan den användas i många olika områden där hårdhet och hållbarhet behövs. Till exempel för att skapa behållare för lagring av kärnavfall.

1. Volfram

Den mest hållbara metallen som finns i naturen. Detta sällsynta kemiska element är också den mest eldfasta metallen (3422 ° C).

Det upptäcktes först i form av syra (volframtrioxid) 1781 av den svenska kemisten Karl Scheele. Ytterligare forskning ledde till att två spanska forskare, Juan José och Fausto d’Eljujar, upptäckte syran från mineralen volfram, från vilken de sedan isolerade volfram med träkol.

Förutom dess utbredda användning i glödlampor gör volframens förmåga att arbeta under extrem värme det till ett av de mest attraktiva elementen för vapenindustrin. Under andra världskriget spelade denna metall en viktig roll för att inleda ekonomiska och politiska förbindelser mellan europeiska länder.

Volfram används också för tillverkning av hårda legeringar och inom flygindustrin - för tillverkning av raketmunstycken.

Tabell över draghållfasthet hos metaller

Legeringar mot metaller

Legeringar är kombinationer av metaller, och det främsta skälet till att de skapas är att få ett mer hållbart material. Den viktigaste legeringen är stål, som är en kombination av järn och kol.

Ju högre legeringsstyrka, desto bättre. Och vanligt stål här är inte en "mästare". Särskilt lovande är metallurgi legeringar baserade på vanadiumstål: flera företag producerar alternativ med draghållfasthet upp till 5205 MPa.

Och det mest hållbara och hårdaste av biokompatibla material för tillfället är en legering av titan med β-Ti3Au-guld.

Titta på videon: Genetic Engineering Will Change Everything Forever CRISPR (November 2024).