Maailmas on palju metalle, mis on kõvaduse poolest ühesugused, kuid mitte kõiki ei kasutata tööstuses laialdaselt. Sellel võib olla mitu põhjust: haruldus ja seetõttu kõrge hind või radioaktiivsus, mis takistab kasutamist inimeste vajadustes. Kõige kõvemate metallide hulgas on 6 liidrit, kes on oma omadustega maailma vallutanud.

Metallide kõvadust mõõdetakse tavaliselt Mohsi skaalal. Kõvaduse mõõtmise meetod põhineb teiste metallide kriimustuskindluse hindamisel. Seega tehti kindlaks, et uraanil ja volframil on kõrgeim kõvadus. Siiski on metalle, mida erinevates eluvaldkondades rohkem kasutatakse, kuigi nende kõvadus ei ole Mohsi skaala kõrgeim. Seetõttu oleks kõvemate metallide teemat paljastades vale jätta mainimata tuntud titaan, kroom, osmium ja iriidium.

Küsimusele, mis on kõige kõvem metall, vastab iga koolis keemiat ja füüsikat õppiv inimene: "Titaan". Muidugi on sulamid ja isegi puhtad tükid, mis seda tugevuselt ületavad. Kuid igapäevaelus ja tootmises kasutatavate seas pole titaanil võrdset.

Puhas titaan saadi esmakordselt 1925. aastal ja kuulutati samal ajal Maa kõige kõvemaks metalliks. Seda hakati kohe aktiivselt kasutama täiesti erinevates tootmisvaldkondades - rakettide osadest ja õhutranspordist kuni hambaimplantaatideni. Metalli sellise populaarsuse eeliseks olid mitmed selle peamised omadused: kõrge mehaaniline tugevus, vastupidavus korrosioonile ja kõrgetele temperatuuridele ning madal tihedus. Mohsi kõvaduse skaalal on titaani hinne 4,5, mis ei ole kõrgeim. Kuid selle populaarsus ja osalemine erinevates tööstusharudes muudab selle kõvaduse poolest esimeseks sagedamini kasutatavate seas.

Titaan on kõige kõvem metall, mida tavaliselt tootmises kasutatakse.

Lisateavet titaani kasutamise kohta tööstuses. Sellel metallil on lai kasutusala:

• Lennutööstus – lennuki kereosad, gaasiturbiinid, kestad, jõuelemendid, teliku osad, needid jne;
• Kosmosetehnoloogia - nahad, detailid;
• Laevaehitus – laevade plaadistus, pumpade ja torustike osad, navigatsiooniinstrumendid, turbiinmootorid, aurukatlad;
• Masinaehitus - turbiini kondensaatorid, torud, kulumiskindlad elemendid;
• Nafta- ja gaasitööstus – puurtorud, pumbad, surveanumad;
• Autotööstus - ventiilide ja väljalaskesüsteemide, ülekandevõllide, poltide, vedrude mehhanismides;
• Ehitus - hoonete välis- ja sisevooderdus, katusekattematerjalid, valgustid ja isegi mälestusmärgid;
• Meditsiin - kirurgiainstrumendid, proteesid, implantaadid, südameseadmete korpused;
• Sport - spordivarustus, reisitarvikud, jalgrattaosad.
• Tarbekaubad - ehted, dekoratiivesemed, aiatööriistad, käekellad, köögitarbed, elektroonikaümbrised ja isegi kellad ning neid lisatakse ka värvide, lubivärvi, plasti ja paberi koostisesse.

On näha, et titaan on oma füüsikaliste ja keemiliste omaduste tõttu nõutud täiesti erinevates tööstusvaldkondades. Kuigi tegemist pole Mohsi skaalal maailma kõige kõvema metalliga, on selle tooted terasest palju tugevamad ja kergemad, kuluvad vähem ja on ärritavatele teguritele vastupidavamad.

Titaani peetakse aktiivselt tarbitavate metallide seas kõige kõvemaks.

Kõige kõvem oma loomulikul kujul on sinakasvalge metall – kroom. See avastati 18. sajandi lõpus ja sellest ajast alates on seda tootmises laialdaselt kasutatud. Mohsi skaalal on kroomi kõvadus 5. Ja seda põhjusega – sellega saab lõigata klaasi ja rauaga kombineerituna isegi metalli. Kroomi kasutatakse aktiivselt ka metallurgias – seda lisatakse terasele selle füüsikaliste omaduste parandamiseks. Kroomi kasutusspekter on väga mitmekesine. Sellest valmistatakse tulirelvade torusid, meditsiini- ja keemiatöötlemisseadmeid, majapidamistarbeid - kööginõusid, mööbli metallosi ja isegi allveelaevade kere.

Kõrgeim kõvadus puhtal kujul - kroom

Kroomi kasutatakse erinevates valdkondades, näiteks roostevaba terase tootmiseks või pindade katmiseks - kroomimiseks (tehnika, autod, osad, nõud). Sageli kasutatakse seda metalli tulirelvade torude valmistamisel. Sageli võib seda metalli leida ka värvainete ja pigmentide tootmisel. Teine selle kasutusvaldkond võib tunduda üllatav - toidulisandite tootmine ning keemia- ja meditsiinilaborite tehnoloogiliste seadmete loomisel ei saa kroomist loobuda.

Osmium ja iriidium on plaatinarühma metallide esindajad ja neil on peaaegu sama tihedus. Puhtal kujul on nad looduses uskumatult haruldased ja enamasti üksteisega sulamis. Iriidiumil on oma olemuselt kõrge kõvadus, mis raskendab nii mehaanilist kui ka keemilist metallitööd.

Suurima tihedusega on osmium ja iriidium

Iriidiumi on tööstuses aktiivselt kasutatud suhteliselt hiljuti. Varem kasutati seda ettevaatusega, kuna selle füüsikalis-keemilisi omadusi ei mõistetud täielikult. Nüüd kasutatakse iriidiumi isegi ehete (inlaydena või plaatina sulamina), kirurgiliste instrumentide ja südamestimulaatorite osade valmistamisel. Meditsiinis on metall lihtsalt asendamatu: selle bioloogilised tooted võivad aidata ületada onkoloogiat ja kiiritamine radioaktiivse isotoobiga võib peatada vähirakkude kasvu.

Kaks kolmandikku maailmas kaevandatavast iriidiumist läheb keemiatööstusele ning ülejäänu jaotatakse teiste tööstusharude vahel – metallurgiatööstuses pritsimine, tarbekaubad (täitesulepeade elemendid, ehted), meditsiin elektroodide tootmisel, elemendid südamestimulaatorite ja kirurgiliste instrumentide jaoks, samuti metallide füüsikalis-keemiliste ja mehaaniliste omaduste parandamiseks.

Iriidiumi kõvadus Mossi skaalal on 5

Osmium on sinaka varjundiga hõbevalge metall. See avastati pärast iriidiumi aastaga ja nüüd leidub seda sageli raudmeteoriitides. Lisaks kõrgele kõvadusele eristab osmium oma kõrget hinda - 1 grammi puhast metalli hinnatakse 10 tuhandele dollarile. Veel üks selle omadus on kaal - 1 liiter sula osmiumi võrdub 10 liitri veega. Tõsi, sellele varale pole teadlased veel kasutust leidnud.

Oma harulduse ja kõrge hinna tõttu kasutatakse osmiumi ainult seal, kus ei saa kasutada ühtegi teist metalli. Seda pole laialdaselt kasutatud ja pole mõtet otsida enne, kui metalli varu muutub regulaarseks. Nüüd kasutatakse osmiumi suurt täpsust nõudvate tööriistade valmistamiseks. Sellest valmistatud tooted peaaegu ei kulu ja neil on märkimisväärne tugevus.

Osmiumi kõvadusindeks ulatub 5,5-ni

Üks kuulsamaid elemente, mis on üks kõvemaid metalle maailmas, on uraan. See on nõrga radioaktiivsusega helehall metall. Uraani peetakse üheks raskemaks metalliks – selle erikaal on 19 korda suurem kui vee omast. Sellel on ka suhteline plastilisus, vormitavus ja painduvus, paramagnetilised omadused. Mossi skaalal on metalli kõvadus 6, mida peetakse väga kõrgeks näitajaks.

Varem uraani peaaegu kunagi ei kasutatud ja seda leiti ainult maagijäätmetena teiste metallide - raadiumi ja vanaadiumi - kaevandamisel. Praeguseks kaevandatakse uraani maardlates, peamised allikad on USA Kaljumäed, Kongo Vabariik, Kanada ja Lõuna-Aafrika Liit.

Vaatamata radioaktiivsusele tarbib inimkond uraani aktiivselt. Selle järele on kõige suurem nõudlus tuumaenergeetikas – seda kasutatakse tuumareaktorite kütusena. Uraani kasutatakse ka keemiatööstuses ja geoloogias kivimite vanuse määramiseks.

Ei jäänud märkamata uskumatuid erikaalu ja sõjatehnika näitajaid. Uraani kasutatakse regulaarselt soomust läbistavate mürskude südamike loomiseks, mis oma suure tugevuse tõttu teevad suurepärast tööd.

Uraan on kõige kõvem metall, kuid see on radioaktiivne

Meie Maa kõige kõvemate metallide nimekirja esikohal on hiilgav hõbehall volfram. Mohsi skaalal on volframi kõvadus nagu uraanil 6, kuid erinevalt viimasest pole see radioaktiivne. Loomulik kõvadus aga ei võta sellelt paindlikkust, sest volfram sobib ideaalselt erinevate metalltoodete sepistamiseks ning selle vastupidavus kõrgetele temperatuuridele võimaldab seda kasutada valgustites ja elektroonikas. Volframi tarbimine ei saavuta suurt käivet ja selle peamiseks põhjuseks on selle piiratud kogus hoiustes.

Oma suure tiheduse tõttu kasutatakse volframit laialdaselt relvade tootmisel raskekaalude ja suurtükimürskude tootmiseks. Üldiselt kasutatakse volframit aktiivselt sõjatehnikas - kuulid, vastukaalud, ballistilised raketid. Järgmine selle metalli populaarseim kasutusala on lennundus. Sellest valmistatakse mootorid, elektrovaakumseadmete osad. Ehituses kasutatakse volframist valmistatud lõikeriistu. Samuti on see asendamatu element lakkide ja valguskindlate värvide, tule- ja veekindlate kangaste valmistamisel.

Volframit peetakse kõige tulekindlamaks ja vastupidavamaks

Olles uurinud iga metalli omadusi ja tarbimisvaldkondi, on raske ühemõtteliselt öelda, mis on maailma kõige kõvem metall, kui võtta arvesse mitte ainult Mohsi skaala näitajaid. Igal esindajal on mitmeid eeliseid. Näiteks titaan, millel pole ülikõrget kõvadust, on enimkasutatud metallide seas kindlalt esikoha võtnud. Kuid uraan, mille kõvadus saavutab metallide seas kõrgeima märgi, pole nõrga radioaktiivsuse tõttu nii populaarne. Ja volframit, mis ei eralda kiirgust ning millel on suurim tugevus ja väga hea plastilisus, ei saa piiratud ressursside tõttu aktiivselt kasutada.

Lapsest saati teame, et kõige vastupidavam metall on teras. Kõik raud on sellega seotud.

Raudmees, raudne leedi, terastegelane. Nende fraaside öeldes peame silmas uskumatut tugevust, tugevust, kõvadust.

Pikka aega oli teras tootmises ja relvastuses peamine materjal. Kuid teras ei ole metall. Täpsemalt öeldes pole see täiesti puhas metall. Seda süsinikuga, milles on ka muid metallilisandeid. Lisandeid rakendades, s.o. muuta selle omadusi. Pärast seda töödeldakse seda. Terase tootmine on terve teadus.

Tugevaim metall saadakse sobivate sulamite sisestamisel terasesse. See võib olla kroom, mis annab ka kuumakindluse, nikkel, mis muudab terase kõvaks ja elastseks jne.

Mõnes kohas hakkas teras alumiiniumi välja tõrjuma. Aeg läks, kiirus kasvas. Alumiinium ei pidanud ka vastu. Pidin pöörduma titaani poole.

Jah, titaan on kõige tugevam metall. Terasele suure tugevusomaduste andmiseks lisati sellele titaani.

See avati XVIII sajandil. Hapruse tõttu oli seda võimatu kasutada. Aja jooksul, pärast puhta titaani saamist, hakkasid insenerid ja disainerid huvi tundma selle kõrge eritugevuse, madala tiheduse, korrosioonikindluse ja kõrgete temperatuuride vastu. Selle füüsiline tugevus ületab raua tugevuse mitu korda.

Insenerid hakkasid terasele titaani lisama. Tulemuseks oli kõige vastupidavam metall, mis on leidnud rakendust ülikõrgete temperatuuride keskkonnas. Sel ajal ei pidanud neile vastu ükski teine ​​sulam.

Kui kujutate ette lennukit, mis lendab kolm korda kiiremini, kui võite ette kujutada, kuidas katte metall kuumeneb. Lennuki naha lehtmetall sellistes tingimustes kuumutatakse kuni +3000C.

Tänapäeval kasutatakse titaani piiramatult kõikides tootmisvaldkondades. Need on meditsiin, lennukiehitus, laevade tootmine.

Kogu ilmselgelt võime öelda, et lähitulevikus peab titaan kolima.

USA teadlased avastasid Austini Texase ülikooli laborites Maa kõige õhema ja vastupidavama materjali. Nad nimetasid seda grafeeniks.

Kujutage ette plaati, mille paksus on võrdne ühe aatomi paksusega. Kuid selline plaat on tugevam kui teemant ja juhib elektrit sada korda paremini kui ränist arvutikiibid.

Grafeen on hämmastavate omadustega materjal. See lahkub peagi laboritest ja võtab õigusega oma koha universumi kõige vastupidavamate materjalide hulgas.

On isegi võimatu ette kujutada, et jalgpalliväljaku katmiseks piisaks mõnest grammist grafeenist. Siin on metall. Sellisest materjalist torusid saab paigaldada käsitsi, ilma tõste- ja transpordimehhanisme kasutamata.

Grafeen, nagu teemant, on puhtaim süsinik. Tema paindlikkus on hämmastav. Selline materjal on kergesti painutav, voldib ideaalselt kokku ja rullub ideaalselt kokku.

Puuteekraanide, päikesepaneelide, mobiiltelefonide ja lõpuks ülikiirete arvutikiipide tootjad on juba hakanud seda vaatama.

Metallid on ained, millel on neile spetsiifilised iseloomulikud omadused. Samal ajal võetakse arvesse kõrget elastsust ja plastilisust, samuti elektrijuhtivust ja mitmeid muid parameetreid. Milline metall on kõige vastupidavam, saate teada allolevatest andmetest.

Metallidest looduses

Vene keeles tuli sõna "metall" saksa keelest. Alates 16. sajandist on seda leitud raamatutest, kuigi üsna harva. Hiljem, Peeter I ajastul, hakati seda sagedamini kasutama, pealegi oli sel sõnal üldistav tähendus "maak, mineraal, metall". Ja ainult M.V. tegevusperioodil. Lomonosov, need mõisted olid piiritletud.

Looduses on metallid puhtal kujul haruldased. Põhimõtteliselt on need osad erinevatest maakidest ja moodustavad ka igasuguseid ühendeid, nagu sulfiidid, oksiidid, karbonaadid ja muud. Puhaste metallide saamiseks ja see on nende edasiseks kasutamiseks väga oluline, on vaja need isoleerida ja seejärel puhastada. Vajadusel metallid legeeritakse - lisatakse spetsiaalseid lisandeid, et muuta nende omadusi. Praegu jagatakse mustmetallimaagid, mille hulka kuuluvad raud, ja värviliste metallide maagid. Vääris- või väärismetallide hulka kuuluvad kuld, plaatina ja hõbe.

Metalle on isegi inimkehas. Kaltsium, naatrium, magneesium, vask, raud - see on nende ainete loetelu, mida leidub suurimas koguses.

Sõltuvalt edasisest rakendusest jagatakse metallid rühmadesse:

1. Ehitusmaterjalid. Kasutatakse nii metalle endid kui ka nende oluliselt täiustatud sulameid. Sel juhul hinnatakse tugevust, vedelike ja gaaside mitteläbilaskvust, ühtlust.
2. Tööriistade materjalid viitavad enamasti tööosale. Selleks sobivad tööriistaterased ja kõvasulamid.
3. Elektrilised materjalid. Selliseid metalle kasutatakse heade elektrijuhtidena. Kõige tavalisemad neist on vask ja alumiinium. Ja kasutatakse ka kõrge vastupidavusega materjalidena - nikroom ja teised.

Metallidest tugevaim

Metallide tugevus seisneb nende võimes seista vastu murdumisele sisemiste pingete mõjul, mis võivad tekkida välisjõudude mõjul nendele materjalidele. Samuti on konstruktsiooni omadus säilitada oma omadused teatud aja jooksul.

Paljud sulamid on üsna tugevad ja vastupidavad mitte ainult füüsikalistele, vaid ka keemilistele mõjudele, need ei kuulu puhaste metallide hulka. On metalle, mida võib nimetada kõige vastupidavamateks. Titaan, mis sulab temperatuuril üle 1941 K (1660 ± 20 °C), radioaktiivsete metallide hulka kuuluv uraan, tulekindel volfram, mis keeb temperatuuril vähemalt 5828 K (5555 °C). Nagu ka teisi, millel on ainulaadsed omadused ja mis on vajalikud osade, tööriistade ja esemete valmistamisel kõige kaasaegsemate tehnoloogiate abil. Neist viie vastupidavama hulka kuuluvad metallid, mille omadused on juba teada, neid kasutatakse laialdaselt erinevates rahvamajanduse sektorites ning kasutatakse teaduslikes katsetes ja arendustes.

Seda leidub molübdeenimaakides ja vase toorainetes. Sellel on kõrge kõvadus ja tihedus. Väga karm. Selle tugevust ei saa vähendada isegi kriitiliste temperatuurimuutuste mõjul. Laialdaselt kasutatav paljudes elektroonikaseadmetes ja tehnilistes seadmetes.

Hõbehalli varjundiga haruldane muldmetall, mille luumurdudel on läikivad kristalsed moodustised. Huvitav on see, et berülliumi kristallid maitsevad mõnevõrra magusalt, seetõttu kutsuti neid algselt "glütsiiniumiks", mis tähendab "magusat". Tänu sellele metallile on ilmunud uus tehnoloogia, mida kasutatakse ehtetööstuse vajadusteks tehiskivide - smaragdide, akvamariinide sünteesil. Berüllium avastati poolvääriskivi berülli omadusi uurides. 1828. aastal sai saksa teadlane F. Wöller metallilise berülliumi. See ei suhtle röntgenikiirgusega, seetõttu kasutatakse seda aktiivselt spetsiaalsete seadmete loomiseks. Lisaks kasutatakse berülliumi sulameid tuumareaktorisse paigaldamiseks mõeldud neutronreflektorite ja moderaatorite valmistamisel. Selle tulekindlad ja korrosioonivastased omadused ning kõrge soojusjuhtivus muudavad selle asendamatuks elemendiks lennuki- ja kosmosetööstuses kasutatavate sulamite loomisel.

See metall avastati Kesk-Uurali territooriumilt. M.V. kirjutas temast. Lomonosov oma töös "Metallurgia esimesed alused" 1763. aastal. See on väga levinud, selle kuulsaimad ja ulatuslikumad leiukohad asuvad Lõuna-Aafrikas, Kasahstanis ja Venemaal (Uuralites). Selle metalli sisaldus maakides on väga erinev. Selle värvus on helesinine, varjundiga. Puhtal kujul on see väga kõva ja üsna hästi töödeldud. See on oluline komponent legeerteraste, eriti roostevaba terase loomisel ning seda kasutatakse galvaniseerimisel ja kosmosetööstuses. Selle sulam rauaga, ferrokroomiga on vajalik metalli lõikeriistade tootmiseks.

See metall on väärtuslik, kuna selle omadused on vaid veidi madalamad kui väärismetallidel. Sellel on tugev vastupidavus erinevatele hapetele, see ei allu korrosioonile. Tantaali kasutatakse erinevates struktuurides ja ühendites, keeruka kujuga toodete valmistamiseks ning äädik- ja fosforhappe tootmise alusena. Metalli kasutatakse meditsiinis, kuna seda saab kombineerida inimese kudedega. Raketitööstus vajab kuumakindlat tantaali ja volframi sulamit, kuna see talub 2500 °C temperatuuri. Tantaalkondensaatorid paigaldatakse radariseadmetele, mida kasutatakse elektroonilistes süsteemides saatjatena.

Iriidiumi peetakse üheks kõige vastupidavamaks metalliks maailmas. Hõbedane metall, väga kõva. See kuulub plaatina rühma metallid. Seda on raske töödelda ja pealegi tulekindel. Iriidium praktiliselt ei suhtle söövitavate ainetega. Seda kasutatakse paljudes tööstusharudes. Sealhulgas juveeli-, meditsiini- ja keemiatööstuses. Parandab oluliselt volframi, kroomi ja titaani ühendite vastupidavust happelisele keskkonnale. Puhas iriidium ei ole mürgine materjal, kuid selle üksikud ühendid võivad olla.

Hoolimata asjaolust, et paljudel metallidel on korralikud omadused, on üsna raske täpselt kindlaks teha, milline metall maailmas on kõige vastupidavam. Selleks uurige kõiki nende parameetreid vastavalt erinevatele analüüsisüsteemidele. Kuid praegu väidavad kõik teadlased, et iriidium on tugevuse osas enesekindlalt esikohal.

Meid ümbritsev maailm on endiselt tulvil palju saladusi, kuid isegi teadlastele pikka aega tuntud nähtused ja ained ei lakka hämmastamast ja rõõmustamast. Imetleme erksaid värve, naudime maitseid ja kasutame kõikvõimalike ainete omadusi, mis muudavad meie elu mugavamaks, turvalisemaks ja nauditavamaks. Kõige töökindlamate ja tugevamate materjalide otsingul on inimene teinud palju põnevaid avastusi ning teie ees on valik vaid 25 sellisest ainulaadsest ühendist!

25. Teemandid

Kui mitte kõik, siis peaaegu kõik teavad seda kindlasti. Teemandid pole mitte ainult üks auväärsemaid vääriskive, vaid ka üks kõvemaid mineraale Maal. Mohsi skaalal (kõvadusskaala, mille hinnangu annab mineraali reaktsioon kriimustamisele) on teemant loetletud 10. real. Skaalal on 10 positsiooni ja 10. on viimane ja kõige raskem aste. Teemandid on nii kõvad, et neid saab kriimustada ainult teiste teemantidega.

24. Ämblikuliigi Caaerostris darwini püünisvõrgud


Foto: pixabay

Seda on raske uskuda, kuid ämbliku Caerostris darwini (või Darwini ämbliku) võrk on tugevam kui teras ja kõvem kui Kevlar. See võrk tunnistati maailma kõige kõvemaks bioloogiliseks materjaliks, kuigi nüüd on sellel potentsiaalne konkurent, kuid andmeid pole veel kinnitatud. Spider-kiudu testiti selliste omaduste suhtes nagu purunemispinge, löögitugevus, tõmbetugevus ja Youngi moodul (materjali omadus taluda venimist, kokkusurumist elastse deformatsiooni ajal) ning kõigis nendes näitajates näitas võrk end hämmastavalt. Lisaks on Darwini ämbliku püünisvõrk uskumatult kerge. Näiteks kui mähime oma planeedi Caaerostris darwini kiuga, on nii pika niidi kaal vaid 500 grammi. Nii pikki võrke ei eksisteeri, kuid teoreetilised arvutused on lihtsalt hämmastavad!

23. Aerografiit


Foto: BrokenSphere

See sünteetiline vaht on üks kergemaid kiudmaterjale maailmas ja on vaid mõne mikromeetrise läbimõõduga süsiniktorude võrgustik. Aerografiit on 75 korda kergem kui polüstüreen, kuid samas palju tugevam ja plastilisem. Seda saab kokku suruda kuni 30 korda esialgsest suurusest, ilma et see kahjustaks selle äärmiselt elastset struktuuri. Tänu sellele omadusele talub aerografiitvaht koormust kuni 40 000 korda tema enda kaalust.

22. Pallaadiumi metallikklaas


Foto: pixabay

California Tehnoloogiainstituudi ja Berkeley Labi (California Institute of Technology, Berkeley Lab) teadlaste meeskond on välja töötanud uut tüüpi metallklaasi, mis ühendab peaaegu täiusliku tugevuse ja elastsuse kombinatsiooni. Uue materjali ainulaadsuse põhjus peitub selles, et selle keemiline struktuur varjab edukalt olemasolevate klaasjas materjalide rabedust, säilitades samal ajal kõrge vastupidavusläve, mis lõppkokkuvõttes suurendab oluliselt selle sünteetilise struktuuri väsimustugevust.

21. Volframkarbiid


Foto: pixabay

Volframkarbiid on uskumatult kõva materjal, millel on kõrge kulumiskindlus. Teatud tingimustel peetakse seda ühendit väga rabedaks, kuid suure koormuse korral on sellel ainulaadsed plastilised omadused, mis avalduvad libisemisribade kujul. Tänu kõigile neile omadustele kasutatakse volframkarbiidi soomust läbistavate otste ja erinevate seadmete, sealhulgas igasuguste lõikurite, abrasiivketaste, puurite, lõikurite, puuriterade ja muude lõikeriistade valmistamisel.

20. Ränikarbiid


Foto: Tiia Monto

Ränikarbiid on üks peamisi lahingutankide valmistamise materjale. See ühend on tuntud oma madala hinna, silmapaistva tulekindluse ja kõrge kõvaduse poolest ning seetõttu kasutatakse seda sageli seadmete või seadmete valmistamisel, mis peavad kuulid kõrvale tõrjuma, lõikama või lihvima muid kõvasid materjale. Ränikarbiidist saab suurepäraseid abrasiive, pooljuhte ja isegi ehteid, mis jäljendavad teemante.

19. Kuubiline boornitriid


Foto: wikimedia commons

Kuubikujuline boornitriid on ülikõva materjal, mis on kõvaduse poolest sarnane teemandiga, kuid sellel on ka mitmeid eristavaid eeliseid – stabiilsus kõrgel temperatuuril ja keemiline vastupidavus. Kuubiline boornitriid ei lahustu rauas ja niklis isegi kõrgete temperatuuride mõjul, teemant aga astub samadel tingimustel keemilistesse reaktsioonidesse üsna kiiresti. Tegelikult on see kasulik selle kasutamiseks tööstuslikes lihvimistööriistades.

18. Ülikõrge molekulmassiga polüetüleen (UHMWPE), Dyneema kiu kaubamärk


Foto: Justsail

Kõrge mooduliga polüetüleenil on äärmiselt kõrge kulumiskindlus, madal hõõrdetegur ja kõrge purunemiskindlus (madala temperatuuri töökindlus). Tänapäeval peetakse seda maailma tugevaimaks kiuliseks aineks. Selle polüetüleeni kõige hämmastavam asi on see, et see on veest kergem ja suudab samal ajal kuulid peatada! Dyneema kiududest valmistatud kaablid ja köied ei vaju vees, ei vaja määrimist ega muuda oma omadusi märjana, mis on laevaehituses väga oluline.

17. Titaanisulamid


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

Titaanisulamid on uskumatult plastilised ja näitavad venitamisel hämmastavat tugevust. Lisaks on neil kõrge kuuma- ja korrosioonikindlus, mistõttu on need äärmiselt kasulikud sellistes valdkondades nagu lennukid, raketitööd, laevaehitus, keemia-, toiduaine- ja transporditehnika.

16. Vedel metallisulam


Foto: pixabay

2003. aastal California Tehnoloogiainstituudis välja töötatud materjal on tuntud oma tugevuse ja vastupidavuse poolest. Ühendi nimetus seostub millegi rabeda ja vedelaga, kuid toatemperatuuril on see tegelikult ebaharilikult kõva, kulumiskindel, ei karda korrosiooni ja muundub kuumutamisel nagu termoplast. Peamisteks kasutusaladeks on seni kellade, golfikeppide ja mobiiltelefonide (Vertu, iPhone) kaante valmistamine.

15. Nanotselluloos


Foto: pixabay

Nanotselluloos on isoleeritud puidukiududest ja on uut tüüpi puitmaterjal, mis on isegi terasest tugevam! Lisaks on nanotselluloos ka odavam. Innovatsioonil on suur potentsiaal ja see võib tulevikus tõsiselt konkureerida klaasi ja süsinikkiuga. Arendajad usuvad, et selle materjali järele on peagi suur nõudlus armee soomuste, ülipainduvate ekraanide, filtrite, painduvate akude, absorbeerivate aerogeelide ja biokütuste tootmisel.

14. "Meretaldriku" tüüpi tigude hambad


Foto: pixabay

Varem rääkisime teile Darwini ämbliku püünisvõrgust, mida kunagi tunnistati planeedi kõige vastupidavamaks bioloogiliseks materjaliks. Hiljutine uuring näitas aga, et limpet on kõige vastupidavam teadusele teadaolev bioloogiline aine. Jah, need hambad on tugevamad kui Caaerostris darwini võrk. Ja see pole üllatav, sest tillukesed mereelukad toituvad karmide kivimite pinnal kasvavatest vetikatest ja need loomad peavad kõvasti tööd tegema, et kivist toitu eraldada. Teadlased usuvad, et tulevikus saame kasutada inseneritööstuses lonkade hammaste kiulise struktuuri näidet ning hakata ehitama lihtsate tigude näitest inspireerituna suurema tugevusega autosid, paate ja isegi lennukeid.

13. Martensiiteras


Foto: pixabay

Martensiitteras on suure tugevusega ja kõrge legeeritud sulam, millel on suurepärane elastsus ja sitkus. Materjali kasutatakse laialdaselt raketiteaduses ja sellest valmistatakse kõikvõimalikke tööriistu.

12. Osmium


Fotod: Periodictableru / www.periodictable.ru

Osmium on uskumatult tihe element ning selle kõvaduse ja kõrge sulamistemperatuuri tõttu on seda raske töödelda. Seetõttu kasutatakse osmiumi seal, kus hinnatakse enim vastupidavust ja tugevust. Osmiumisulameid leidub elektrikontaktides, raketiseadmetes, sõjalistes mürskudes, kirurgilistes implantaatides ja paljudes muudes rakendustes.

11. Kevlar


Foto: wikimedia commons

Kevlar on suure vastupidavusega kiud, mida leidub autorehvides, piduriklotsides, kaablites, proteesides, soomusvestides, kaitseriiete kangastes, laevaehituses ja droonide osades. Materjalist on saanud peaaegu tugevuse sünonüüm ja see on uskumatult suure tugevuse ja elastsusega plastik. Kevlari tõmbetugevus on 8 korda suurem kui terastraadil ja see hakkab sulama temperatuuril 450 ℃.

10. Ülikõrge molekulmassiga suure tihedusega polüetüleen, kiudude kaubamärk "Spectra" (Spectra)


Foto: Tomas Castelazo, www.tomascastelazo.com / Wikimedia Commons

UHMWPE on sisuliselt väga vastupidav plast. UHMWPE kaubamärk Spectra on omakorda kõrgeima kulumiskindlusega kerge kiud, mis on selle näitaja poolest 10 korda parem kui teras. Nagu Kevlar, kasutatakse spektrit soomusvestide ja kaitsekiivrite valmistamisel. Koos UHMWPE-ga on dainimo spekter populaarne laevaehitus- ja transporditööstuses.

9. Grafeen


Foto: pixabay

Grafeen on süsiniku allotroopne modifikatsioon ja selle vaid ühe aatomi paksune kristallvõre on nii tugev, et see on 200 korda kõvem kui teras. Grafeen näeb välja nagu toidukile, kuid selle purustamine on peaaegu võimatu ülesanne. Grafeenlehest läbi torgamiseks tuleb sinna torgata pliiats, millele tuleb koorem terve koolibussi raskusega tasakaalustada. Edu!

8. Süsinik-nanotoru paber


Foto: pixabay

Tänu nanotehnoloogiale on teadlastel õnnestunud valmistada paberit, mis on 50 000 korda õhem kui juuksekarv. Süsiniknanotorude lehed on 10 korda kergemad kui teras, kuid kõige hämmastavam on see, et need on lausa 500 korda tugevamad! Makroskoopilised nanotoruplaadid on superkondensaatori elektroodide valmistamiseks kõige lootustandvamad.

7. Metallist mikrovõrk


Foto: pixabay

Siin on maailma kergeim metall! Metallist mikrovõrk on sünteetiline poorne materjal, mis on vahtplastist 100 korda kergem. Kuid ärge laske selle välimusel end petta, need mikrovõrgud on ka uskumatult tugevad, mistõttu on neil suurepärane potentsiaal kasutada igasugustes insenerirakendustes. Nendest saab valmistada suurepäraseid amortisaatoreid ja soojusisolaatoreid ning selle metalli hämmastav võime kokku tõmbuda ja naasta algsesse olekusse võimaldab seda kasutada energia salvestamiseks. Metallist mikrovõrke kasutatakse aktiivselt ka Ameerika ettevõtte Boeing lennukite erinevate osade tootmisel.

6. Süsiniknanotorud


Foto: kasutaja Mstroeck / en.wikipedia

Ülalpool oleme juba rääkinud ülitugevatest makroskoopilistest süsinik-nanotoru plaatidest. Aga mis materjal see on? Tegelikult on need torusse rullitud grafeenitasapinnad (9. punkt). Tulemuseks on uskumatult kerge, vetruv ja vastupidav materjal paljudeks rakendusteks.

5. Airbrush


Foto: wikimedia commons

See materjal, mida tuntakse ka kui grafeenaerogeeli, on ülikerge ja samal ajal tugev. Uut tüüpi geel on vedela faasi täielikult asendanud gaasilisega ning seda iseloomustab sensatsiooniline kõvadus, kuumakindlus, madal tihedus ja madal soojusjuhtivus. Uskumatult on grafeenaerogeel õhust 7 korda kergem! Unikaalne segu suudab taastada oma algse kuju isegi pärast 90% kokkusurumist ja suudab neelata kuni 900 korda rohkem kui aerosooli imamiseks kasutatud õli. Võib-olla aitab see materjalide klass tulevikus võidelda keskkonnakatastroofide, näiteks naftareostuse vastu.

4. Nimeta materjal, Massachusettsi Tehnoloogiainstituudi (MIT) arendus


Foto: pixabay

Seda lugedes töötab MIT-i teadlaste meeskond grafeeni omaduste parandamise nimel. Teadlased ütlesid, et neil on juba õnnestunud selle materjali kahemõõtmeline struktuur kolmemõõtmeliseks muuta. Uus grafeenaine pole veel oma nime saanud, kuid juba on teada, et selle tihedus on 20 korda väiksem kui terasel ja tugevus 10 korda suurem kui terasel.

3. Karbiin


Foto: Smokefoot

Kuigi see on ainult lineaarsed süsinikuaatomite ahelad, on karbüünil kaks korda suurem tõmbetugevus kui grafeenil ja see on 3 korda kõvem kui teemant!

2. Boornitriidi vurtsiidi modifikatsioon


Foto: pixabay

See äsja avastatud looduslik aine tekib vulkaanipursete käigus ja on 18% kõvem kui teemandid. Siiski ületab see teemante mitmete muude parameetrite poolest. Wurtsite boornitriid on üks kahest Maal leiduvast looduslikust ainest, mis on teemandist kõvem. Probleem on selles, et selliseid nitriide on looduses väga vähe ja seetõttu pole neid lihtne uurida ega praktikas rakendada.

1. Lonsdaleite


Foto: pixabay

Tuntud ka kui kuusnurkne teemant, lonsdaleiit koosneb süsinikuaatomitest, kuid selles modifikatsioonis on aatomid paigutatud veidi erinevalt. Nagu wurtsite boornitriid, on lonsdaleiit looduslik aine, mis on kõvem kui teemant. Pealegi on see hämmastav mineraal teemandist lausa 58% kõvem! Nagu wurtsite boornitriid, on see ühend äärmiselt haruldane. Mõnikord tekib lonsdaleiit meteoriitide, mille hulgas on ka grafiit, kokkupõrkel Maaga.

18.01.2016 kell 17:21 · Johnny · 110 650

Top 10 kõige vastupidavamat metalli maailmas

Metallide kasutamine igapäevaelus algas inimarengu koidikul ja vask oli esimene metall, kuna see on looduses kättesaadav ja kergesti töödeldav. Pole ime, et arheoloogid leiavad väljakaevamiste käigus sellest metallist erinevaid tooteid ja majapidamistarbeid. Evolutsiooni käigus õppisid inimesed järk-järgult kombineerima erinevaid metalle, saades üha vastupidavamaid tööriistade, hiljem ka relvade valmistamiseks sobivaid sulameid. Meie ajal jätkuvad katsetused, tänu millele on võimalik tuvastada maailma kõige vastupidavamaid metalle.

10.

• kõrge eritugevus;
• vastupidavus kõrgetele temperatuuridele;
• madal tihedus;
• korrosioonikindlus;
• mehaaniline ja keemiline vastupidavus.

Titaani kasutatakse sõjatööstuses, lennundusmeditsiinis, laevaehituses ja muudes tootmisvaldkondades.

9.

Tuntuim element, mida peetakse üheks tugevaimaks metalliks maailmas ja tavatingimustes on nõrk radioaktiivne metall. Looduses leidub seda nii vabas olekus kui ka happelistes settekivimites. See on üsna raske, kogu maailmas laialt levinud ja sellel on paramagnetilised omadused, paindlikkus, vormitavus ja suhteline plastilisus. Uraani kasutatakse paljudes tootmisvaldkondades.

8.

Tuntud kui kõige tulekindlam metall kõigist olemasolevatest ja kuulub maailma tugevaimate metallide hulka. See on särava hõbehalli värvi kindel üleminekuelement. Sellel on kõrge vastupidavus, suurepärane infusioon, vastupidavus keemilistele mõjudele. Oma omaduste tõttu saab seda sepistada ja õhukeseks niidiks tõmmata. Tuntud kui volframfilament.

7.

Selle rühma esindajate seas peetakse seda suure tihedusega, hõbevalge värvusega siirdemetalliks. Looduses esineb seda puhtal kujul, kuid leidub molübdeeni ja vase tooraines. Sellel on kõrge kõvadus ja tihedus ning suurepärane tulekindlus. Sellel on suurenenud tugevus, mis ei kao korduvate temperatuurimuutuste korral. Reenium kuulub kallite metallide hulka ja on kõrge hinnaga. Kasutatakse kaasaegses tehnikas ja elektroonikas.

6.

Kergelt sinaka varjundiga läikiv hõbevalge metall kuulub plaatina rühma ja seda peetakse üheks vastupidavamaks metalliks maailmas. Sarnaselt iriidiumile on sellel kõrge aatomitihedus, kõrge tugevus ja kõvadus. Kuna osmium kuulub plaatinametallide hulka, on sellel iriidiumiga sarnased omadused: tulekindlus, kõvadus, rabedus, vastupidavus mehaanilisele pingele, samuti agressiivse keskkonna mõjule. On leidnud laialdast rakendust kirurgias, elektronmikroskoopias, keemiatööstuses, raketitehnoloogias, elektroonikaseadmetes.

5.

Kuulub metallide rühma ja on suhtelise kõvaduse ja kõrge toksilisusega helehall element. Tänu oma ainulaadsetele omadustele kasutatakse berülliumi paljudes tööstusharudes:

• tuumaenergia;
• kosmosetehnika;
• metallurgia;
• lasertehnoloogia;
• tuumaenergia.

Tänu oma kõrgele kõvadusele kasutatakse berülliumi legeerivate sulamite ja tulekindlate materjalide tootmisel.

4.

Kroom on maailma kõige vastupidavamate metallide esikümnes järgmine – kõva, ülitugev sinakasvalge metall, mis on vastupidav leelistele ja hapetele. Looduses esineb seda puhtal kujul ning seda kasutatakse laialdaselt erinevates teaduse, tehnoloogia ja tootmise harudes. Kroom Kasutatakse mitmesuguste sulamite loomiseks, mida kasutatakse meditsiini- ja keemilise töötlemise seadmete valmistamisel. Koos rauaga moodustab see ferrokroomi sulami, mida kasutatakse metallide lõikeriistade valmistamisel.

3.

Tantaal väärib edetabelis pronksi, kuna on üks vastupidavamaid metalle maailmas. See on kõrge kõvaduse ja aatomitihedusega hõbedane metall. Selle pinnale moodustunud oksiidkile tõttu on sellel pliivarjund.

Tantaali iseloomulikud omadused on kõrge tugevus, tulekindlus, vastupidavus korrosioonile ja agressiivsele keskkonnale. Metall on üsna plastiline metall ja seda saab kergesti töödelda. Tänapäeval kasutatakse tantaali edukalt:

• keemiatööstuses;
• tuumareaktorite ehitamisel;
• metallurgia tootmises;
• kuumakindlate sulamite loomisel.

2.

Maailma kõige vastupidavamate metallide edetabeli teisel real on ruteenium - plaatina rühma kuuluv hõbedane metall. Selle tunnuseks on elusorganismide lihaskoe koostises esinemine. Ruteeniumi väärtuslikud omadused on kõrge tugevus, kõvadus, tulekindlus, keemiline vastupidavus ja võime moodustada keerulisi ühendeid. Ruteeniumi peetakse paljude keemiliste reaktsioonide katalüsaatoriks, see toimib materjalina elektroodide, kontaktide ja teravate otste valmistamisel.

1.

Maailma kõige vastupidavamate metallide reitingut juhib iriidium - hõbevalge, kõva ja tulekindel metall, mis kuulub plaatina rühma. Looduses on ülitugev element äärmiselt haruldane ja sageli kombineeritakse seda osmiumiga. Loodusliku kõvaduse tõttu on seda raske töödelda ja see on väga vastupidav kemikaalidele. Iriidium reageerib suurte raskustega halogeenide ja naatriumperoksiidi mõjule.

See metall mängib igapäevaelus olulist rolli. Seda lisatakse titaanile, kroomile ja volframile, et parandada vastupidavust happelisele keskkonnale, kasutatakse kirjatarvete valmistamisel, kasutatakse ehetes ehete loomiseks. Iriidiumi hind jääb kõrgeks selle piiratud esinemise tõttu looduses.

Mida veel näha: