هناك العديد من المعادن في العالم متشابهة من حيث الصلابة ، ولكن ليست جميعها مستخدمة على نطاق واسع في الصناعة. قد يكون هناك عدة أسباب لذلك: الندرة وبالتالي التكلفة العالية ، أو النشاط الإشعاعي الذي يمنع استخدامه في احتياجات الإنسان. من بين أقسى المعادن ، هناك 6 قادة غزا العالم بسماتهم.

عادة ما يتم قياس صلابة المعادن على مقياس موس. تعتمد طريقة قياس الصلابة على تقييم مقاومة الخدش بواسطة معادن أخرى. وبالتالي ، تم تحديد أن اليورانيوم والتنغستن لديهم أعلى صلابة. ومع ذلك ، هناك معادن أكثر استخدامًا في مجالات مختلفة من الحياة ، على الرغم من أن صلابتها ليست الأعلى في مقياس موس. لذلك ، عند الكشف عن موضوع أقسى المعادن ، سيكون من الخطأ عدم ذكر التيتانيوم والكروم والأوزميوم والإيريديوم المعروفين.

عندما يُسأل أي شخص يدرس الكيمياء والفيزياء في المدرسة ما هو أصلب معدن ، سيجيب: "التيتانيوم". بالطبع ، هناك سبائك وحتى شذرات نقية تتفوق عليها في القوة. ولكن من بين تلك المستخدمة في الحياة اليومية والإنتاج ، لا مثيل للتيتانيوم.

تم الحصول على التيتانيوم النقي لأول مرة في عام 1925 وفي نفس الوقت تم إعلانه كأقوى معدن على وجه الأرض. بدأ على الفور استخدامه بنشاط في مجالات إنتاج مختلفة تمامًا - من أجزاء الصواريخ والنقل الجوي إلى زراعة الأسنان. تكمن ميزة شعبية المعدن في العديد من خصائصه الرئيسية: القوة الميكانيكية العالية ، ومقاومة التآكل ودرجات الحرارة المرتفعة ، والكثافة المنخفضة. على مقياس صلابة موس ، التيتانيوم لديه درجة 4.5 ، وهي ليست الأعلى. ومع ذلك ، فإن شعبيتها ومشاركتها في مختلف الصناعات تجعلها الأولى من حيث الصلابة بين الصناعات الشائعة الاستخدام.

التيتانيوم هو أقسى معدن شائع الاستخدام في التصنيع.

مزيد من التفاصيل حول استخدام التيتانيوم في الصناعة. لهذا المعدن مجموعة واسعة من الاستخدامات:

• صناعة الطيران - أجزاء هيكل الطائرة ، توربينات الغاز ، الجلود ، عناصر الطاقة ، أجزاء معدات الهبوط ، المسامير ، إلخ ؛
• تكنولوجيا الفضاء - الجلود والتفاصيل ؛
• بناء السفن - طلاء السفن وأجزاء المضخات وخطوط الأنابيب والأدوات الملاحية والمحركات التوربينية والمراجل البخارية ؛
• الهندسة الميكانيكية - مكثفات التوربينات والأنابيب والعناصر المقاومة للتآكل ؛
• صناعة النفط والغاز - أنابيب الحفر والمضخات وأوعية الضغط ؛
• السيارات - في آليات الصمامات وأنظمة العادم وأعمدة النقل والبراغي والينابيع ؛
• البناء - الكسوة الخارجية والداخلية للمباني ومواد التسقيف وتجهيزات الإضاءة وحتى المعالم الأثرية ؛
• الطب - الأدوات الجراحية ، والأطراف الاصطناعية ، والغرسات ، وحالات أجهزة القلب ؛
• الرياضة - المعدات الرياضية ، ملحقات السفر ، قطع غيار الدراجات.
• السلع الاستهلاكية - المجوهرات ، ومواد الديكور ، وأدوات الحدائق ، والساعات ، وأدوات المطبخ ، وحالات الإلكترونيات وحتى الأجراس ، وتضاف أيضًا إلى تكوين الدهانات ، والتبييض ، والبلاستيك والورق.

يمكن ملاحظة أن التيتانيوم مطلوب في مجالات مختلفة تمامًا من الصناعة بسبب خصائصه الفيزيائية والكيميائية. على الرغم من أنه ليس المعدن الأكثر صلابة في العالم على مقياس موس ، إلا أن منتجاته أقوى بكثير وأخف وزنا من الفولاذ ، وتتآكل بشكل أقل وأكثر مقاومة للمهيجات.

يعتبر التيتانيوم هو الأصعب بين المعادن التي يتم استهلاكها بنشاط.

الأصعب في شكله الطبيعي هو معدن أبيض مزرق - الكروم. تم اكتشافه في نهاية القرن الثامن عشر واستخدم على نطاق واسع في الإنتاج منذ ذلك الحين. على مقياس موس ، صلابة الكروم هي 5. ولسبب وجيه - يمكن أن يقطع الزجاج ، وعندما يقترن بالحديد ، يمكنه حتى قطع المعدن. يستخدم الكروم أيضًا بنشاط في علم المعادن - يضاف إلى الفولاذ لتحسين خصائصه الفيزيائية. طيف استخدام الكروم متنوع للغاية. يتم استخدامه لصنع براميل الأسلحة النارية ، ومعدات المعالجة الطبية والكيميائية ، والأدوات المنزلية - أواني المطبخ ، والأجزاء المعدنية من الأثاث ، وحتى هياكل الغواصات.

أعلى صلابة في شكله النقي - الكروم

يستخدم الكروم في مجالات مختلفة ، على سبيل المثال ، لإنتاج الفولاذ المقاوم للصدأ ، أو لطلاء الأسطح - طلاء الكروم (الأجهزة ، السيارات ، الأجزاء ، الأواني). غالبًا ما يستخدم هذا المعدن في صناعة براميل الأسلحة النارية. غالبًا ما يمكن العثور على هذا المعدن في إنتاج الأصباغ والأصباغ. قد يبدو مجالًا آخر لاستخدامه مفاجئًا - إنتاج المكملات الغذائية ، وفي إنشاء المعدات التكنولوجية للمختبرات الكيميائية والطبية ، لا يمكن الاستغناء عن الكروم.

الأوزميوم والإيريديوم ممثلان عن معادن مجموعة البلاتين ولهما نفس الكثافة تقريبًا. في شكلها النقي ، فهي نادرة بشكل لا يصدق في الطبيعة ، وغالبًا - في سبيكة مع بعضها البعض. يتميز الإيريديوم ، بطبيعته ، بصلابة عالية ، مما يجعل من الصعب تشغيل المعادن ، سواء الميكانيكية أو الكيميائية.

يحتوي الأوزميوم والإيريديوم على أعلى كثافة

تم استخدام الإيريديوم بنشاط في الصناعة مؤخرًا نسبيًا. في السابق ، تم استخدامه بحذر ، حيث لم تكن خصائصه الفيزيائية والكيميائية مفهومة تمامًا. الآن يتم استخدام الإيريديوم حتى في صناعة المجوهرات (مثل البطانات أو في سبيكة مع البلاتين) ، والأدوات الجراحية وأجزاء أجهزة تنظيم ضربات القلب. في الطب ، لا يمكن الاستغناء عن المعدن: يمكن أن تساعد منتجاته البيولوجية في التغلب على الأورام ، ويمكن أن يوقف التشعيع بالنظائر المشعة نمو الخلايا السرطانية.

يذهب ثلثا الإيريديوم المستخرج في العالم إلى الصناعة الكيميائية ، ويتم توزيع الباقي بين الصناعات الأخرى - الرش في صناعة المعادن ، والسلع الاستهلاكية (عناصر من أقلام الحبر ، والمجوهرات) ، والطب في إنتاج الأقطاب الكهربائية ، والعناصر أجهزة تنظيم ضربات القلب والأدوات الجراحية ، وكذلك لتحسين الخواص الفيزيائية والكيميائية والميكانيكية للمعادن.

صلابة الايريديوم على مقياس موس هي 5

الأوزميوم معدن أبيض فضي مع صبغة زرقاء. تم اكتشافه بعد الإيريديوم لمدة عام ، والآن يوجد غالبًا في النيازك الحديدية. بالإضافة إلى الصلابة العالية ، يتميز الأوزميوم بتكلفته العالية - يقدر 1 جرام من المعدن النقي بـ 10 آلاف دولار. ومن ميزاته الأخرى وزنه - 1 لتر من الأوزميوم المنصهر يساوي 10 لترات من الماء. صحيح أن العلماء لم يجدوا بعد استخدامًا لهذه الخاصية.

بسبب ندرته وارتفاع تكلفته ، يستخدم الأوزميوم فقط في الأماكن التي لا يمكن فيها استخدام أي معدن آخر. لم يتم استخدامه على نطاق واسع ، ولا جدوى من البحث حتى يصبح توريد المعدن منتظمًا. الآن يستخدم الأوزميوم لصنع الأدوات التي تتطلب دقة عالية. المنتجات منه تكاد لا تبلى ولها قوة كبيرة.

يصل معامل صلابة الأوزميوم إلى 5.5

يعتبر اليورانيوم من أشهر العناصر ، وهو من أقسى المعادن في العالم. إنه معدن رمادي فاتح مع نشاط إشعاعي ضعيف. يعتبر اليورانيوم من أثقل المعادن - حيث تبلغ ثقله النوعي 19 ضعف جاذبية الماء. كما أن لها مرونة نسبية وقابلية للتكيف والمرونة وخصائص مغنطيسية. على مقياس موس ، صلابة المعدن 6 ، والتي تعتبر مؤشرا عاليا جدا.

في السابق ، لم يتم استخدام اليورانيوم تقريبًا ، ولم يتم العثور عليه إلا كنفايات خام في استخراج المعادن الأخرى - الراديوم والفاناديوم. حتى الآن ، يتم استخراج اليورانيوم في رواسب ، والمصادر الرئيسية هي جبال روكي بالولايات المتحدة ، وجمهورية الكونغو ، وكندا ، واتحاد جنوب إفريقيا.

على الرغم من النشاط الإشعاعي ، تستهلك البشرية اليورانيوم بنشاط. هو الأكثر طلبًا في الطاقة النووية - يتم استخدامه كوقود للمفاعلات النووية. يستخدم اليورانيوم أيضًا في الصناعة الكيميائية وفي الجيولوجيا لتحديد عمر الصخور.

لم تفوت الأرقام المذهلة للجاذبية النوعية والهندسة العسكرية. يتم استخدام اليورانيوم بانتظام لإنشاء قلب المقذوفات الخارقة للدروع ، والتي ، نظرًا لقوتها العالية ، تقوم بعمل ممتاز.

اليورانيوم هو المعدن الأكثر صلابة ، لكنه مشع

يتصدر التنجستن الرمادي الفضي اللامع قائمتنا لأصعب المعادن على وجه الأرض. على مقياس موس ، تبلغ صلابة التنجستن 6 ، مثل اليورانيوم ، ولكن على عكس الأخير ، فهي ليست مشعة. ومع ذلك ، فإن الصلابة الطبيعية لا تحرمها من المرونة ، لأن التنجستن مثالي لتشكيل العديد من المنتجات المعدنية ، ومقاومته لدرجات الحرارة العالية تسمح باستخدامه في تركيبات الإضاءة والإلكترونيات. لا يصل استهلاك التنغستن إلى معدل دوران مرتفع ، والسبب الرئيسي لذلك هو مقدارها المحدود في الودائع.

نظرًا لكثافته العالية ، يستخدم التنجستن على نطاق واسع في تصنيع الأسلحة لإنتاج الأوزان الثقيلة وقذائف المدفعية. بشكل عام ، يستخدم التنغستن بنشاط في الهندسة العسكرية - الرصاص ، والأثقال الموازنة ، والصواريخ الباليستية. الاستخدام التالي الأكثر شيوعًا لهذا المعدن هو الطيران. المحركات ، أجزاء من أجهزة الفراغ الكهربائي مصنوعة منه. في البناء ، يتم استخدام أدوات القطع المصنوعة من التنجستن. كما أنه عنصر لا غنى عنه في إنتاج الورنيش والدهانات المقاومة للضوء والأقمشة المقاومة للحريق والمضادة للماء.

يعتبر التنغستن الأكثر مقاومة للحرارة ودائم

بعد دراسة خصائص ومجالات استهلاك كل معدن ، من الصعب أن نقول بشكل لا لبس فيه ما هو أصعب معدن في العالم ، إذا أخذنا في الاعتبار ليس فقط مؤشرات مقياس موس. كل ممثل لديه عدد من المزايا. على سبيل المثال ، احتل التيتانيوم ، الذي لا يتمتع بصلابة عالية جدًا ، المرتبة الأولى بين المعادن الأكثر استخدامًا. لكن اليورانيوم ، الذي تصل صلابته إلى أعلى درجة بين المعادن ، لا يحظى بشعبية كبيرة بسبب ضعف النشاط الإشعاعي. والتنغستن ، الذي لا ينبعث منه إشعاع ولديه أعلى قوة وليونة جيدة جدًا ، لا يمكن استخدامه بنشاط بسبب الموارد المحدودة.

منذ الطفولة ، نعلم أن الفولاذ هو أكثر المعادن متانة. كل شيء الحديد يرتبط به.

الرجل الحديدي ، السيدة الحديدية ، الشخصية الفولاذية. بقول هذه العبارات ، فإننا نعني قوة لا تصدق ، وقوة ، وصلابة.

لفترة طويلة ، كان الفولاذ هو المادة الرئيسية في الإنتاج والأسلحة. لكن الصلب ليس معدنًا. لنكون أكثر دقة ، إنه ليس معدنًا نقيًا تمامًا. هذا مع الكربون ، حيث توجد أيضًا إضافات معدنية أخرى. عن طريق تطبيق المواد المضافة ، أي تغيير خصائصه. بعد ذلك ، يتم معالجتها. صناعة الصلب هو علم كامل.

يتم الحصول على أقوى معدن عن طريق إدخال السبائك المناسبة في الفولاذ. يمكن أن يكون من الكروم ، والذي يوفر أيضًا مقاومة للحرارة ، والنيكل ، مما يجعل الفولاذ صلبًا ومرنًا ، إلخ.

في بعض المواقف ، بدأ الفولاذ في إزاحة الألمنيوم. مر الوقت ، زادت السرعة. لم يصمد الألمنيوم أيضًا. كان علي أن ألجأ إلى العملاق.

نعم ، التيتانيوم هو أقوى معدن. لإعطاء الفولاذ خصائص عالية القوة ، تمت إضافة التيتانيوم إليه.

تم افتتاحه في القرن الثامن عشر. بسبب هشاشته ، كان من المستحيل استخدامه. بمرور الوقت ، بعد تلقي التيتانيوم النقي ، أصبح المهندسون والمصممين مهتمين بقوتها النوعية العالية ، وكثافتها المنخفضة ، ومقاومتها للتآكل ودرجات الحرارة المرتفعة. تتجاوز قوتها الجسدية قوة الحديد بعدة مرات.

بدأ المهندسون بإضافة التيتانيوم إلى الفولاذ. وكانت النتيجة هي المعدن الأكثر متانة ، والذي وجد تطبيقًا في بيئة درجات الحرارة العالية جدًا. في ذلك الوقت ، لم يكن بوسع أي سبيكة أخرى أن تتحملها.

إذا تخيلت طائرة تطير أسرع بثلاث مرات مما تتخيل ، كيف يسخن المعدن المغلف. يتم تسخين الصفائح المعدنية لجلد الطائرة في مثل هذه الظروف حتى + 3000 درجة مئوية.

اليوم ، يتم استخدام التيتانيوم بشكل غير محدود في جميع مجالات الإنتاج. هذه هي الأدوية ، بناء الطائرات ، إنتاج السفن.

مع كل الوضوح ، يمكننا القول أنه في المستقبل القريب ، سيتعين على العملاق التحرك.

اكتشف علماء من الولايات المتحدة ، في مختبرات جامعة تكساس في أوستن ، أنحف المواد وأكثرها متانة على وجه الأرض. أطلقوا عليه الجرافين.

تخيل صفيحة تساوي سماكة ذرة واحدة. لكن هذه اللوحة أقوى من الألماس وتوصل الكهرباء أفضل بمئة مرة من رقائق الكمبيوتر المصنوعة من السيليكون.

الجرافين مادة ذات خصائص مذهلة. ستترك المختبرات قريبًا وتحتل مكانها الصحيح بين أكثر المواد المعمرة في الكون.

حتى أنه من المستحيل تخيل أن بضعة جرامات من الجرافين ستكون كافية لتغطية ملعب كرة قدم. هنا المعدن. يمكن مد الأنابيب المصنوعة من هذه المواد يدويًا دون استخدام آليات الرفع والنقل.

الجرافين ، مثل الماس ، هو أنقى الكربون. مرونته مذهلة. يتم ثني هذه المواد بسهولة ، ويتم طيها بشكل مثالي ويتم لفها بشكل مثالي.

بدأ مصنعو الشاشات التي تعمل باللمس والألواح الشمسية والهواتف المحمولة وأخيراً رقائق الكمبيوتر فائقة السرعة في النظر إليها.

المعادن هي مواد لها خصائص محددة ومميزة لها. في الوقت نفسه ، تؤخذ في الاعتبار ليونة عالية وليونة ، بالإضافة إلى التوصيل الكهربائي وعدد من المعلمات الأخرى. أيهما هو المعدن الأكثر متانة ، يمكنك معرفة ذلك من البيانات أدناه.

عن المعادن في الطبيعة

في اللغة الروسية ، جاءت كلمة "معدن" من الألمانية. منذ القرن السادس عشر ، تم العثور عليها في الكتب ، على الرغم من ندرة حدوثها. في وقت لاحق ، في عصر بطرس الأول ، بدأوا في استخدامه في كثير من الأحيان ، علاوة على ذلك ، كان للكلمة معنى عام "خام ، معدن ، معدن". وفقط خلال فترة نشاط M.V. Lomonosov ، تم تحديد هذه المفاهيم.

في الطبيعة ، المعادن نادرة في شكلها النقي. في الأساس ، هم جزء من خامات مختلفة ، ويشكلون أيضًا جميع أنواع المركبات ، مثل الكبريتيدات والأكاسيد والكربونات وغيرها. من أجل الحصول على معادن نقية ، وهذا مهم جدًا لاستخدامها الإضافي ، من الضروري عزلها ثم تنقيتها. إذا لزم الأمر ، يتم خلط المعادن - يتم إضافة شوائب خاصة لتغيير خصائصها. في الوقت الحاضر ، هناك تقسيم إلى خامات معادن حديدية ، والتي تشمل الحديد وخامات غير حديدية. تشمل المعادن الثمينة أو الثمينة الذهب والبلاتين والفضة.

المعادن حتى في جسم الإنسان. الكالسيوم والصوديوم والمغنيسيوم والنحاس والحديد - هذه قائمة بهذه المواد التي توجد بكميات أكبر.

اعتمادًا على التطبيق الإضافي ، يتم تقسيم المعادن إلى مجموعات:

1. مواد بناء. يتم استخدام كل من المعادن نفسها وسبائكها المحسنة بشكل ملحوظ. في هذه الحالة ، يتم تقييم القوة ، وعدم نفاذية السوائل والغازات ، والتوحيد.
2. غالبًا ما تشير مواد الأدوات إلى جزء العمل. فولاذ الأدوات والسبائك الصلبة مناسبة لهذا الغرض.
3. مواد كهربائية. تستخدم هذه المعادن كموصلات جيدة للكهرباء. الأكثر شيوعًا هو النحاس والألمنيوم. كما تستخدم كمواد ذات مقاومة عالية - نيتشروم وغيرها.

أقوى المعادن

تكمن قوة المعادن في قدرتها على مقاومة الكسر تحت تأثير الضغوط الداخلية التي يمكن أن تحدث عندما تعمل القوى الخارجية على هذه المواد. إنها أيضًا خاصية للهيكل للحفاظ على خصائصه لفترة معينة.

العديد من السبائك قوية جدًا ومقاومة ليس فقط للتأثيرات الفيزيائية ، ولكن أيضًا للتأثيرات الكيميائية ؛ فهي لا تنتمي إلى المعادن النقية. هناك معادن يمكن أن يطلق عليها أكثرها ديمومة. التيتانيوم ، الذي يذوب عند درجات حرارة أعلى من 1941 كلفن (1660 ± 20 درجة مئوية) ، اليورانيوم ، الذي ينتمي إلى المعادن المشعة ، التنغستن المقاوم للحرارة ، الذي يغلي عند درجة حرارة لا تقل عن 5828 كلفن (5555 درجة مئوية). بالإضافة إلى غيرها من الخصائص الفريدة والضرورية في عملية تصنيع الأجزاء والأدوات والعناصر باستخدام أحدث التقنيات. تشمل الخمسة الأكثر ديمومة المعادن التي تعرف خصائصها بالفعل ، وتستخدم على نطاق واسع في مختلف قطاعات الاقتصاد الوطني وتستخدم في التجارب والتطورات العلمية.

توجد في خامات الموليبدينوم والمواد الخام للنحاس. لديها صلابة عالية وكثافة. قاسي جدا. لا يمكن تقليل قوتها حتى تحت تأثير التغيرات الحرجة في درجات الحرارة. تستخدم على نطاق واسع في العديد من الأجهزة الإلكترونية والمرافق الفنية.

معدن ترابي نادر ذو صبغة فضية رمادية وتشكيلات بلورية لامعة على الكسور. ومن المثير للاهتمام أن طعم بلورات البريليوم حلو إلى حد ما ، ولهذا السبب كان يطلق عليه في الأصل "جلوكينيوم" ، وهو ما يعني "حلو". بفضل هذا المعدن ، ظهرت تقنية جديدة تستخدم في تصنيع الأحجار الاصطناعية - الزمرد ، الزبرجد ، لتلبية احتياجات صناعة المجوهرات. تم اكتشاف البريليوم أثناء دراسة خصائص البيريل ، وهو حجر شبه كريم. في عام 1828 ، حصل العالم الألماني ف. فولر على البريليوم المعدني. لا يتفاعل مع الأشعة السينية ، لذلك يتم استخدامه بنشاط لإنشاء أجهزة خاصة. بالإضافة إلى ذلك ، تُستخدم سبائك البريليوم في تصنيع عاكسات النيوترونات ومعدلات التثبيت في مفاعل نووي. إن خصائصه المقاومة للحرارة والمضادة للتآكل ، والتوصيل الحراري العالي تجعله عنصرًا لا غنى عنه لإنشاء السبائك المستخدمة في صناعات الطائرات والفضاء.

تم اكتشاف هذا المعدن على أراضي جبال الأورال الوسطى. كتب M.V. عنه. لومونوسوف في عمله "الأسس الأولى لعلم المعادن" عام 1763. إنه شائع جدًا ، وتقع رواسبها الأكثر شهرة وواسعة في جنوب إفريقيا وكازاخستان وروسيا (الأورال). يختلف محتوى هذا المعدن في الخامات بشكل كبير. لونه أزرق فاتح مع صبغة. في شكله النقي ، يكون صعبًا جدًا ومعالجًا جيدًا. إنه بمثابة عنصر مهم في إنشاء سبائك الصلب ، وخاصة الفولاذ المقاوم للصدأ ، ويستخدم في الطلاء الكهربائي وصناعة الطيران. سبائكها مع الحديد ، والفيروكوميوم ضرورية لإنتاج أدوات قطع المعادن.

هذا المعدن ذو قيمة ، لأن خصائصه أقل قليلاً من خصائص المعادن النبيلة. لديها مقاومة قوية للأحماض المختلفة ، ولا تخضع للتآكل. يستخدم التنتالوم في العديد من الهياكل والمركبات ، لتصنيع منتجات ذات شكل معقد وكأساس لإنتاج أحماض الأسيتيك والفوسفوريك. يستخدم المعدن في الطب ، حيث يمكن دمجه مع الأنسجة البشرية. تحتاج صناعة الصواريخ إلى سبيكة مقاومة للحرارة من التنتالوم والتنغستن ، لأنها يمكن أن تتحمل درجات حرارة تصل إلى 2500 درجة مئوية. يتم تثبيت مكثفات التنتالوم على أجهزة الرادار المستخدمة في الأنظمة الإلكترونية كأجهزة إرسال.

يعتبر الإيريديوم من أكثر المعادن المتانة في العالم. معدن فضي اللون ، شديد الصلابة. إنه ينتمي إلى معادن مجموعة البلاتين. من الصعب معالجتها ، علاوة على ذلك ، مقاومة للحرارة. لا يتفاعل الإيريديوم عمليًا مع المواد الكاوية. يتم استخدامه في العديد من الصناعات. بما في ذلك في صناعة المجوهرات والطبية والكيميائية. يحسن بشكل كبير مقاومة مركبات التنجستن والكروم والتيتانيوم للبيئات الحمضية. الإيريديوم النقي ليس مادة سامة ، ولكن يمكن أن تكون مركباته الفردية.

على الرغم من حقيقة أن العديد من المعادن لها خصائص لائقة ، إلا أنه من الصعب تحديد المعدن الأكثر متانة في العالم بالضبط. للقيام بذلك ، قم بدراسة جميع معلماتها ، وفقًا للأنظمة التحليلية المختلفة. لكن في الوقت الحاضر ، يدعي جميع العلماء أن الإيريديوم يحتل المرتبة الأولى بثقة من حيث القوة.

لا يزال العالم من حولنا محفوفًا بالعديد من الألغاز ، ولكن حتى الظواهر والمواد المعروفة للعلماء لفترة طويلة لا تتوقف عن الإعجاب والبهجة. نحن نعجب بالألوان الزاهية ونستمتع بالأذواق ونستخدم خصائص جميع أنواع المواد التي تجعل حياتنا أكثر راحة وأمانًا ومتعة. بحثًا عن المواد الأكثر موثوقية وقوة ، قام الإنسان بالعديد من الاكتشافات المثيرة ، وأمامك مجموعة مختارة من 25 مركبًا فريدًا فقط!

25. الماس

إذا لم يكن الجميع يعرف ذلك على وجه اليقين. الماس ليس فقط أحد أكثر الأحجار الكريمة احترامًا ، ولكنه أيضًا أحد أقسى المعادن على وجه الأرض. على مقياس موس (مقياس الصلابة الذي يتم فيه تقييم رد فعل المعدن للخدش) ، يُدرج الماس في السطر العاشر. يوجد 10 مواضع في المقياس ، والعاشر هو الدرجة الأخيرة والأكثر صعوبة. الماس صعب للغاية بحيث لا يمكن خدشه إلا بأحجار الماس الأخرى.

24. محاصرة شبكات من أنواع العنكبوت Caaerostris darwini


الصورة: pixabay

من الصعب تصديق ذلك ، لكن شبكة العنكبوت Caerostris darwini (أو عنكبوت داروين) أقوى من الفولاذ وأصعب من الكيفلار. تم التعرف على هذه الشبكة على أنها أصعب مادة بيولوجية في العالم ، على الرغم من أن لديها الآن منافسًا محتملاً ، ولكن لم يتم تأكيد البيانات بعد. تم اختبار ألياف العنكبوت بحثًا عن خصائص مثل الإجهاد المكسور وقوة التأثير وقوة الشد ومعامل يونغ (خاصية مادة لمقاومة التمدد والضغط أثناء التشوه المرن) ، وفي جميع هذه المؤشرات ، أظهر الويب نفسه بطريقة مذهلة. بالإضافة إلى ذلك ، فإن شبكة محاصرة عنكبوت داروين خفيفة للغاية. على سبيل المثال ، إذا قمنا بلف كوكبنا بألياف Caaerostris darwini ، فسيكون وزن هذا الخيط الطويل 500 جرام فقط. لا توجد مثل هذه الشبكات الطويلة ، لكن الحسابات النظرية مذهلة بكل بساطة!

23. الخطوط الجوية


الصورة: BrokenSphere

هذه الرغوة الاصطناعية هي واحدة من أخف المواد الليفية في العالم وهي عبارة عن شبكة من أنابيب الكربون يبلغ قطرها بضعة ميكرونات فقط. يعتبر Aerographite أخف 75 مرة من البوليسترين ، ولكنه في نفس الوقت أقوى بكثير وأكثر مرونة. يمكن ضغطه حتى 30 ضعف حجمه الأصلي دون أي ضرر لهيكله المرن للغاية. بفضل هذه الخاصية ، يمكن أن تتحمل رغوة airgraphite أحمالًا تصل إلى 40000 ضعف وزنها.

22- الزجاج المعدني البالاديوم


الصورة: pixabay

طور فريق من العلماء من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا ومختبر بيركلي (معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا ، مختبر بيركلي) نوعًا جديدًا من الزجاج المعدني الذي يجمع بين مزيج شبه مثالي من القوة والليونة. يكمن سبب تفرد المادة الجديدة في حقيقة أن تركيبتها الكيميائية تخفي بنجاح هشاشة المواد الزجاجية الموجودة مع الحفاظ على عتبة تحمل عالية ، مما يزيد بشكل كبير من قوة إجهاد هذا الهيكل الاصطناعي.

21. كربيد التنجستن


الصورة: pixabay

كربيد التنجستن مادة صلبة بشكل لا يصدق مع مقاومة عالية للتآكل. في ظل ظروف معينة ، يعتبر هذا المركب هشًا للغاية ، ولكن في ظل الحمل الثقيل يظهر خصائص بلاستيكية فريدة ، ويتجلى في شكل أشرطة منزلقة. بفضل كل هذه الصفات ، يتم استخدام كربيد التنجستن في تصنيع أطراف خارقة للدروع ومعدات مختلفة ، بما في ذلك جميع أنواع القواطع ، والأقراص الكاشطة ، والمثاقب ، والقواطع ، ولقم الثقب وأدوات القطع الأخرى.

20. كربيد السيليكون


الصورة: تيا مونتو

كربيد السيليكون هو أحد المواد الرئيسية المستخدمة في صنع دبابات القتال. يُعرف هذا المركب بتكلفته المنخفضة ، وقابليته العالية للحرارة ، والصلابة العالية ، ولذلك غالبًا ما يستخدم في تصنيع المعدات أو التروس التي يجب أن تنحرف عن الرصاص أو تقطع أو تطحن المواد الصلبة الأخرى. يصنع كربيد السيليكون مواد كاشطة وأشباه موصلات ممتازة وحتى ترصيعات في المجوهرات التي تحاكي الماس.

19. نيتريد البورون المكعب


الصورة: مشاعات ويكيميديا

نيتريد البورون المكعب عبارة عن مادة فائقة الصلابة ، تشبه صلابة الألماس ، ولكنها تتمتع أيضًا بعدد من المزايا المميزة - استقرار درجة الحرارة المرتفعة والمقاومة الكيميائية. لا يذوب نيتريد البورون المكعب في الحديد والنيكل حتى تحت تأثير درجات الحرارة المرتفعة ، بينما يدخل الماس في نفس الظروف في التفاعلات الكيميائية بسرعة إلى حد ما. في الواقع ، هذا مفيد لاستخدامه في أدوات الطحن الصناعية.

18. البولي إيثيلين عالي الوزن الجزيئي (UHMWPE) ، ماركة ألياف داينيما


الصورة: Justsail

يتميز البولي إيثيلين ذو المعامل العالي بمقاومة تآكل عالية للغاية ، ومعامل احتكاك منخفض ومتانة عالية للكسر (موثوقية درجة حرارة منخفضة). يعتبر اليوم أقوى مادة ليفية في العالم. أكثر ما يدهش في هذا البولي إيثيلين أنه أخف من الماء ويمكنه إيقاف الرصاص في نفس الوقت! لا تغرق الكابلات والحبال المصنوعة من ألياف داينيما في الماء ، ولا تحتاج إلى تزييت ولا تغير خصائصها عند البلل ، وهو أمر مهم جدًا لبناء السفن.

17. سبائك التيتانيوم


الصورة: Alchemist-hp (pse-mendelejew.de)

سبائك التيتانيوم مطيلة بشكل لا يصدق وتظهر قوة مذهلة عند التمدد. بالإضافة إلى ذلك ، فهي تتمتع بمقاومة عالية للحرارة ومقاومة للتآكل ، مما يجعلها مفيدة للغاية في مجالات مثل الطائرات والصواريخ وبناء السفن والكيماويات وهندسة الأغذية والنقل.

16. سبيكة معدنية سائلة


الصورة: pixabay

تم تطوير هذه المادة في عام 2003 في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا ، وهي مشهورة بقوتها ومتانتها. يرتبط اسم المركب بشيء هش وسائل ، ولكن في درجة حرارة الغرفة يكون في الواقع صلبًا بشكل غير عادي ، ومقاوم للتآكل ، ولا يخاف من التآكل ويتحول عند تسخينه ، مثل اللدائن الحرارية. المجالات الرئيسية للتطبيق حتى الآن هي صناعة الساعات ونوادي الجولف وأغطية الهواتف المحمولة (Vertu و iPhone).

15. نانوسليلوز


الصورة: pixabay

النانو سليلوز معزول من ألياف الخشب وهو نوع جديد من المواد الخشبية أقوى من الفولاذ! بالإضافة إلى ذلك ، النانوسليلوز أرخص أيضًا. يتمتع الابتكار بإمكانيات كبيرة ويمكن أن يتنافس بجدية مع الزجاج وألياف الكربون في المستقبل. يعتقد المطورون أن الطلب على هذه المواد قريبًا في إنتاج دروع الجيش ، والشاشات فائقة المرونة ، والمرشحات ، والبطاريات المرنة ، والمواد الهوائية الماصة ، والوقود الحيوي.

14. أسنان القواقع من نوع "صحن البحر"


الصورة: pixabay

في وقت سابق ، أخبرناك بالفعل عن شبكة محاصرة عنكبوت داروين ، والتي تم التعرف عليها ذات مرة على أنها أكثر المواد البيولوجية ديمومة على هذا الكوكب. ومع ذلك ، أظهرت دراسة حديثة أن البطلة هي أكثر المواد البيولوجية المعروفة للعلم ديمومة. نعم ، هذه الأسنان أقوى من شبكة Caaerostris darwini. وهذا ليس مفاجئًا ، لأن الكائنات البحرية الصغيرة تتغذى على الطحالب التي تنمو على سطح الصخور القاسية ، وعلى هذه الحيوانات أن تعمل بجد لفصل الطعام عن الصخور. يعتقد العلماء أنه في المستقبل سنكون قادرين على استخدام مثال الهيكل الليفي لأسنان البطلينوس في الصناعة الهندسية والبدء في بناء السيارات والقوارب وحتى الطائرات ذات القوة المتزايدة ، مستوحاة من مثال القواقع البسيطة.

13. مارجنج الصلب


الصورة: pixabay

فولاذ ماراجنج هو سبيكة عالية القوة وعالية السبيكة مع ليونة وصلابة ممتازة. تستخدم المادة على نطاق واسع في علم الصواريخ وتستخدم لصنع جميع أنواع الأدوات.

12. الأوزميوم


الصورة: Periodictableru / www.periodictable.ru

الأوزميوم هو عنصر كثيف بشكل لا يصدق ، وبسبب صلابته ونقطة انصهاره العالية ، فمن الصعب تصنيعه. هذا هو السبب في استخدام الأوزميوم حيث يتم تقدير المتانة والقوة. تم العثور على سبائك الأوزميوم في الاتصالات الكهربائية ، والصواريخ ، والمقذوفات العسكرية ، والغرسات الجراحية ، والعديد من التطبيقات الأخرى.

11. كيفلر


الصورة: مشاعات ويكيميديا

كيفلر هي ألياف عالية الصلابة توجد في إطارات السيارات ، وسادات الفرامل ، والكابلات ، والأطراف الصناعية ، والدروع الواقية للبدن ، وأقمشة الملابس الواقية ، وبناء السفن ، وأجزاء الطائرات بدون طيار. أصبحت المادة مرادفة تقريبًا للقوة وهي نوع من البلاستيك يتمتع بقوة ومرونة عالية بشكل لا يصدق. قوة شد الكيفلر أعلى بثماني مرات من تلك الموجودة في الأسلاك الفولاذية ، وتبدأ في الذوبان عند درجة حرارة 450 ℃.

10. بولي إيثيلين عالي الكثافة ذو وزن جزيئي فائق ، ماركة ألياف "سبكترا" (سبكترا)


الصورة: توماس كاستيلازو ، www.tomascastelazo.com / ويكيميديا ​​كومنز

UHMWPE هو في الأساس بلاستيك شديد التحمل. Spectra ، العلامة التجارية UHMWPE ، هي بدورها ألياف خفيفة من أعلى مقاومة للتآكل ، تفوق 10 مرات من الفولاذ في هذا المؤشر. مثل الكيفلار ، يستخدم الطيف في صناعة الدروع الواقية للبدن والخوذات الواقية. إلى جانب UHMWPE ، يتمتع طيف Dainimo بشعبية في صناعات بناء السفن والنقل.

9. الجرافين


الصورة: pixabay

الجرافين هو تعديل متآصل للكربون ، وشبكته البلورية ، بسماكة ذرة واحدة فقط ، قوية جدًا لدرجة أنها أقوى 200 مرة من الفولاذ. يشبه الجرافين فيلم التشبث ، لكن كسره يكاد يكون مهمة مستحيلة. لتثقب ورقة الجرافين ، عليك لصق قلم رصاص فيها ، حيث سيتعين عليك موازنة حمولة مع وزن حافلة مدرسية بأكملها. حظا طيبا وفقك الله!

8. ورقة أنابيب الكربون النانوية


الصورة: pixabay

بفضل تقنية النانو ، تمكن العلماء من صنع ورق أرق بمقدار 50000 مرة من شعرة الإنسان. تعتبر صفائح الأنابيب النانوية الكربونية أخف بعشر مرات من الفولاذ ، ولكن الشيء الأكثر إثارة للدهشة هو أنها أقوى بما يصل إلى 500 مرة! تعد لوحات الأنابيب النانوية العيانية أكثر الواعدة لتصنيع أقطاب كهربائية فائقة المكثف.

7. شبكة معدنية صغيرة


الصورة: pixabay

هنا أخف معدن في العالم! الشبكة المعدنية الدقيقة عبارة عن مادة مسامية اصطناعية أخف 100 مرة من الرغوة. لكن لا تدع مظهرها يخدعك ، فهذه الشبكات الصغيرة أيضًا قوية بشكل لا يصدق ، مما يجعلها إمكانات كبيرة للاستخدام في جميع أنواع التطبيقات الهندسية. يمكن استخدامها لصنع ممتصات صدمات وعوازل حرارية ممتازة ، والقدرة المذهلة لهذا المعدن على الانكماش والعودة إلى حالته الأصلية تسمح باستخدامه لتخزين الطاقة. تُستخدم الشبكات المعدنية الصغيرة أيضًا بنشاط في إنتاج أجزاء مختلفة لطائرة شركة Boeing الأمريكية.

6. الأنابيب النانوية الكربونية


الصورة: User Mstroeck / en.wikipedia

أعلاه ، لقد تحدثنا بالفعل عن ألواح الأنابيب النانوية الكربونية العيانية فائقة القوة. لكن أي نوع من المواد هذه؟ في الواقع ، هذه طائرات جرافين ملفوفة في أنبوب (النقطة التاسعة). والنتيجة هي مادة خفيفة ومرنة ومتينة بشكل لا يصدق لمجموعة واسعة من التطبيقات.

5. البخاخة


الصورة: مشاعات ويكيميديا

تُعرف هذه المادة أيضًا باسم الجرافين الهوائي ، وهي خفيفة للغاية وقوية في نفس الوقت. استبدل النوع الجديد من الجل المرحلة السائلة تمامًا بالطور الغازي ، ويتميز بالصلابة المثيرة ومقاومة الحرارة والكثافة المنخفضة والتوصيل الحراري المنخفض. بشكل لا يصدق ، الجرافين أيروجيل أخف 7 مرات من الهواء! المركب الفريد قادر على استعادة شكله الأصلي حتى بعد ضغط 90٪ ويمكنه امتصاص ما يصل إلى 900 ضعف وزن الزيت المستخدم لامتصاص البخاخة. ربما ستساعد هذه الفئة من المواد في المستقبل في مكافحة الكوارث البيئية مثل انسكاب النفط.

4. مادة بلا اسم ، تطوير معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT)


الصورة: pixabay

أثناء قراءتك لهذا ، يعمل فريق من العلماء في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا على تحسين خصائص الجرافين. قال الباحثون إنهم تمكنوا بالفعل من تحويل الهيكل ثنائي الأبعاد لهذه المادة إلى ثلاثي الأبعاد. لم تحصل مادة الجرافين الجديدة على اسمها بعد ، ولكن من المعروف بالفعل أن كثافتها تقل 20 مرة عن كثافة الفولاذ ، وقوتها أعلى بعشر مرات من الفولاذ.

3. كاربين


الصورة: Smokefoot

على الرغم من أنها مجرد سلاسل خطية من ذرات الكربون ، إلا أن الكاربين لديه ضعف قوة شد الجرافين وأصلب بثلاث مرات من الماس!

2. تعديل وورتزيت نيتريد البورون


الصورة: pixabay

تتشكل هذه المادة الطبيعية المكتشفة حديثًا أثناء الانفجارات البركانية وهي أقوى بنسبة 18٪ من الماس. ومع ذلك ، فإنه يفوق الماس في عدد من المعايير الأخرى. نيتريد البورون Wurtzite هو واحد من مادتين طبيعيتين موجودتين على الأرض وهي أصلب من الماس. تكمن المشكلة في وجود عدد قليل جدًا من هذه النتريدات في الطبيعة ، وبالتالي ليس من السهل دراستها أو تطبيقها في الممارسة العملية.

1. لونسداليت


الصورة: pixabay

يُعرف أيضًا باسم الألماس السداسي ، ويتكون لونسداليت من ذرات كربون ، ولكن في هذا التعديل ، يتم ترتيب الذرات بشكل مختلف قليلاً. مثل نيتريد البورون وورتزيت ، فإن لونسداليت مادة طبيعية أصلب من الماس. علاوة على ذلك ، فإن هذا المعدن المذهل أصعب من الماس بنسبة تصل إلى 58٪! مثل نيتريد البورون الورد ، هذا المركب نادر للغاية. في بعض الأحيان يتم تشكيل lonsdaleite أثناء تصادم مع الأرض من النيازك ، والتي تشمل الجرافيت.

18.01.2016 الساعة 17:21 · جوني · 110 650

أفضل 10 معادن متينة في العالم

بدأ استخدام المعادن في الحياة اليومية مع فجر التطور البشري ، وكان النحاس هو المعدن الأول ، لأنه متوفر في الطبيعة ويمكن معالجته بسهولة. لا عجب أن يجد علماء الآثار أثناء التنقيب العديد من المنتجات والأواني المنزلية المصنوعة من هذا المعدن. في عملية التطور ، تعلم الناس تدريجيًا الجمع بين مختلف المعادن ، والحصول على المزيد والمزيد من السبائك المتينة المناسبة لتصنيع الأدوات ، والأسلحة لاحقًا. في عصرنا ، تستمر التجارب ، وبفضلها يمكن تحديد أكثر المعادن ديمومة في العالم.

10.

• قوة محددة عالية
• مقاومة درجات الحرارة العالية
• كثافة قليلة؛
• المقاومة للتآكل؛
• المقاومة الميكانيكية والكيميائية.

يستخدم التيتانيوم في الصناعة العسكرية وطب الطيران وبناء السفن ومجالات الإنتاج الأخرى.

9.

العنصر الأكثر شهرة ، والذي يعتبر من أقوى المعادن في العالم ، وفي ظل الظروف العادية هو معدن ضعيف إشعاعي. في الطبيعة ، يوجد في كل من الحالة الحرة والصخور الرسوبية الحمضية. إنه ثقيل جدًا ، وموزع على نطاق واسع في جميع أنحاء العالم وله خصائص مغناطيسية ومرونة وقابلية للتطويع واللدونة النسبية. يستخدم اليورانيوم في العديد من مجالات الإنتاج.

8.

يُعرف بأنه أكثر المعادن مقاومة للصهر من بين جميع المعادن الموجودة ، وينتمي إلى أقوى المعادن في العالم. إنه عنصر انتقالي صلب من اللون الرمادي الفضي اللامع. يتمتع بمتانة عالية ، وقابلية ممتازة للنقع ، ومقاومة للتأثيرات الكيميائية. نظرًا لخصائصها ، يمكن تشكيلها وسحبها في خيط رفيع. يعرف باسم خيوط التنغستن.

7.

من بين ممثلي هذه المجموعة ، يعتبر معدنًا انتقاليًا عالي الكثافة ، ولونه أبيض فضي. توجد في الطبيعة في شكلها النقي ، ولكنها توجد في الموليبدينوم والمواد الخام النحاسية. يتميز بصلابة وكثافة عالية ، ومقاومة ممتازة للحرارة. لقد زادت قوتها ، والتي لا تضيع مع التغيرات المتكررة في درجات الحرارة. ينتمي الرينيوم إلى معادن باهظة الثمن وله تكلفة عالية. تستخدم في التكنولوجيا الحديثة والالكترونيات.

6.

معدن أبيض فضي لامع مع صبغة زرقاء قليلاً ، ينتمي إلى مجموعة البلاتين ويعتبر أحد أكثر المعادن متانة في العالم. على غرار الإريديوم ، له كثافة ذرية عالية وقوة وصلابة عالية. نظرًا لأن الأوزميوم ينتمي إلى معادن البلاتين ، فإن له خصائص مشابهة للإيريديوم: مقاومة الانكسار ، والصلابة ، والهشاشة ، ومقاومة الإجهاد الميكانيكي ، وكذلك تأثير البيئات العدوانية. له تطبيقات واسعة في الجراحة ، المجهر الإلكتروني ، الصناعة الكيميائية ، تكنولوجيا الصواريخ ، المعدات الإلكترونية.

5.

ينتمي إلى مجموعة المعادن ، وهو عنصر رمادي فاتح ذو صلابة نسبية وسمية عالية. نظرًا لخصائصه الفريدة ، يستخدم البريليوم في مجموعة متنوعة من الصناعات:

• الطاقة النووية؛
• هندسة الطيران؛
• علم المعادن.
• تكنولوجيا الليزر
• الطاقة النووية.

نظرًا لصلابته العالية ، يستخدم البريليوم في إنتاج السبائك والمواد المقاومة للحرارة.

4.

يحتل الكروم المرتبة التالية في قائمة أفضل عشرة معادن متينة في العالم - معدن صلب وعالي القوة ومزرق أبيض ومقاوم للقلويات والأحماض. يحدث في الطبيعة في شكله النقي ويستخدم على نطاق واسع في مختلف فروع العلم والتكنولوجيا والإنتاج. يستخدم الكروم لإنشاء سبائك مختلفة تستخدم في تصنيع معدات المعالجة الطبية والكيميائية. بالاقتران مع الحديد ، فإنها تشكل سبيكة حديد الكروم ، والتي تستخدم في تصنيع أدوات قطع المعادن.

3.

يستحق التنتالوم البرونزية في الترتيب ، حيث أنه أحد أكثر المعادن المعمرة في العالم. وهو معدن فضي ذو صلابة عالية وكثافة ذرية. بسبب تكوين فيلم أكسيد على سطحه ، فإنه يحتوي على صبغة الرصاص.

الخصائص المميزة للتنتالوم هي القوة العالية ، والحرارة ، ومقاومة التآكل والوسائط العدوانية. المعدن هو معدن مطيل إلى حد ما ويمكن تشكيله بسهولة. اليوم يستخدم التنتالوم بنجاح:

• في الصناعة الكيميائية
• في بناء المفاعلات النووية.
• في إنتاج المعادن.
• عند إنشاء سبائك مقاومة للحرارة.

2.

يحتل الروثينيوم السطر الثاني من ترتيب أكثر المعادن ديمومة في العالم - وهو معدن فضي ينتمي إلى مجموعة البلاتين. ميزته هي الوجود في تكوين الأنسجة العضلية للكائنات الحية. الخصائص القيمة للروثينيوم هي القوة العالية والصلابة والحراريات والمقاومة الكيميائية والقدرة على تكوين مركبات معقدة. يعتبر الروثينيوم حافزًا للعديد من التفاعلات الكيميائية ، ويعمل كمادة لتصنيع الأقطاب الكهربائية ، والملامسات ، والأطراف الحادة.

1.

يرأس الإيريديوم تصنيف أكثر المعادن متانة في العالم - وهو معدن أبيض فضي وصلب ومقاوم للصهر ينتمي إلى مجموعة البلاتين. في الطبيعة ، عنصر القوة العالية نادر للغاية ، وغالبًا ما يتم دمجه مع الأوزميوم. نظرًا لصلابته الطبيعية ، فمن الصعب تصنيعه آليًا ومقاومته العالية للمواد الكيميائية. يتفاعل إيريديوم بصعوبة كبيرة مع تأثيرات الهالوجينات وبيروكسيد الصوديوم.

يلعب هذا المعدن دورًا مهمًا في الحياة اليومية. يضاف إلى التيتانيوم والكروم والتنغستن لتحسين مقاومة البيئات الحمضية ، المستخدمة في صناعة الأدوات المكتبية ، المستخدمة في صناعة المجوهرات. لا تزال تكلفة الإيريديوم مرتفعة بسبب وجوده المحدود في الطبيعة.

ماذا ترى أيضًا: