Na świecie jest wiele metali, które są takie same pod względem twardości, ale nie wszystkie są szeroko stosowane w przemyśle. Przyczyn tego może być kilka: rzadkość występowania, a co za tym idzie wysoki koszt, lub radioaktywność, która uniemożliwia wykorzystanie w celach ludzkich. Wśród najtwardszych metali jest 6 liderów, którzy podbili świat swoimi cechami.

Twardość metali jest zwykle mierzona w skali Mohsa. Metoda pomiaru twardości opiera się na ocenie odporności na zarysowania przez inne metale. Stwierdzono zatem, że największą twardością są uran i wolfram. Są jednak metale, które są częściej wykorzystywane w różnych dziedzinach życia, choć ich twardość nie jest najwyższa w skali Mohsa. Dlatego ujawniając temat najtwardszych metali, błędem byłoby nie wspomnieć o dobrze znanym tytanie, chromie, osmie i irydzie.

Na pytanie, jaki jest najtwardszy metal, każda osoba studiująca w szkole chemię i fizykę odpowie: „Tytan”. Oczywiście istnieją stopy, a nawet czyste samorodki, które przewyższają go siłą. Ale wśród tych używanych w życiu codziennym i produkcji tytan nie ma sobie równych.

Czysty tytan został po raz pierwszy uzyskany w 1925 roku i jednocześnie został uznany za najtwardszy metal na Ziemi. Od razu zaczął być aktywnie wykorzystywany w zupełnie innych obszarach produkcji - od części rakiet i transportu lotniczego po implanty dentystyczne. Zasługą takiej popularności metalu było kilka jego głównych właściwości: wysoka wytrzymałość mechaniczna, odporność na korozję i wysokie temperatury oraz niska gęstość. W skali twardości Mohsa tytan ma stopień 4,5, który nie jest najwyższy. Jednak jego popularność i zaangażowanie w różnych branżach sprawia, że ​​jest pierwszym pod względem twardości wśród powszechnie stosowanych.

Tytan jest najtwardszym metalem powszechnie używanym w produkcji.

Więcej szczegółów na temat wykorzystania tytanu w przemyśle. Ten metal ma szerokie zastosowanie:

• Przemysł lotniczy - części płatowców, turbin gazowych, poszycia, elementy mocy, części podwozi, nity itp.;
• Technologia kosmiczna - skórki, detale;
• Przemysł stoczniowy - poszycie statków, części pomp i rurociągów, przyrządy nawigacyjne, silniki turbinowe, kotły parowe;
• Inżynieria mechaniczna - skraplacze turbin, rury, elementy odporne na zużycie;
• Przemysł naftowy i gazowniczy – rury wiertnicze, pompy, zbiorniki ciśnieniowe;
• Motoryzacja - w mechanizmach zaworów i układów wydechowych, wałów napędowych, śrub, sprężyn;
• Budownictwo - okładziny zewnętrzne i wewnętrzne budynków, pokrycia dachowe, oprawy oświetleniowe, a nawet pomniki;
• Medycyna - narzędzia chirurgiczne, protezy, implanty, etui na urządzenia kardiologiczne;
• Sport - sprzęt sportowy, akcesoria podróżne, części rowerowe.
• Towary konsumpcyjne - biżuteria, artykuły dekoracyjne, narzędzia ogrodowe, zegarki, przybory kuchenne, etui na elektronikę, a nawet dzwonki, a także dodawane są do kompozycji farb, wybielaczy, plastiku i papieru.

Widać, że tytan jest poszukiwany w zupełnie innych dziedzinach przemysłu ze względu na jego właściwości fizyczne i chemiczne. Choć nie jest to najtwardszy metal na świecie w skali Mohsa, jego wyroby są znacznie mocniejsze i lżejsze od stali, mniej się zużywają i są bardziej odporne na podrażnienia.

Tytan uważany jest za najtwardszy spośród aktywnie zużywanych metali.

Najtwardszy w swojej naturalnej postaci jest niebiesko-biały metal - chrom. Został odkryty pod koniec XVIII wieku i od tego czasu jest szeroko stosowany w produkcji. W skali Mohsa twardość chromu wynosi 5. I nie bez powodu – może ciąć szkło, a w połączeniu z żelazem może nawet ciąć metal. Chrom jest również aktywnie wykorzystywany w metalurgii - dodaje się go do stali w celu poprawy jej właściwości fizycznych. Spektrum zastosowania chromu jest bardzo zróżnicowane. Wykorzystywana jest do produkcji luf do broni palnej, sprzętu do obróbki medycznej i chemicznej, artykułów gospodarstwa domowego - przyborów kuchennych, metalowych części mebli, a nawet kadłubów łodzi podwodnych.

Najwyższa twardość w czystej postaci - chrom

Chrom stosuje się w różnych dziedzinach, np. do produkcji stali nierdzewnej, czy do powlekania powierzchni - chromowania (sprzęt, samochody, części, przybory). Często ten metal jest używany do produkcji luf do broni palnej. Również często ten metal można znaleźć w produkcji barwników i pigmentów. Inny obszar jego zastosowania może wydawać się zaskakujący – produkcja suplementów diety, a także przy tworzeniu wyposażenia technologicznego laboratoriów chemicznych i medycznych nie można zrezygnować z chromu.

Osm i iryd są przedstawicielami metali z grupy platynowców i mają prawie taką samą gęstość. W czystej postaci są niezwykle rzadkie z natury, a najczęściej - w stopie ze sobą. Iryd ze swej natury charakteryzuje się dużą twardością, co utrudnia obróbkę metali, zarówno mechaniczną, jak i chemiczną.

Największą gęstość mają osm i iryd

Iryd jest aktywnie wykorzystywany w przemyśle stosunkowo niedawno. Wcześniej używano go z ostrożnością, ponieważ jego właściwości fizykochemiczne nie były w pełni zrozumiałe. Obecnie iryd jest używany nawet w produkcji biżuterii (jako wkładki lub w stopie z platyną), narzędzi chirurgicznych i części do rozruszników serca. W medycynie metal jest po prostu niezastąpiony: jego produkty biologiczne mogą pomóc przezwyciężyć onkologię, a napromieniowanie radioaktywnym izotopem może zatrzymać wzrost komórek rakowych.

Dwie trzecie wydobywanego na świecie irydu trafia do przemysłu chemicznego, a reszta jest dystrybuowana między innymi branżami – napylanie w przemyśle metalurgicznym, dobra konsumpcyjne (elementy piór wiecznych, biżuteria), medycyna w produkcji elektrod, elementy rozruszników serca i narzędzi chirurgicznych, a także do poprawy właściwości fizykochemicznych i mechanicznych metali.

Twardość irydu w skali Mossa wynosi 5

Osm to srebrzystobiały metal o niebieskawym odcieniu. Odkryto go po irydzie przez rok, a teraz często można go znaleźć w meteorytach żelaznych. Oprócz dużej twardości osm wyróżnia się wysokim kosztem - 1 gram czystego metalu szacowany jest na 10 tysięcy dolarów. Kolejną jego cechą jest waga - 1 litr stopionego osmu to 10 litrów wody. To prawda, że ​​naukowcy nie znaleźli jeszcze zastosowania dla tej właściwości.

Ze względu na swoją rzadkość i wysoki koszt, osm jest używany tylko tam, gdzie nie można użyć innego metalu. Nie był powszechnie stosowany i nie ma sensu szukać, dopóki dostawy metalu nie staną się regularne. Obecnie osm jest używany do wytwarzania narzędzi wymagających dużej precyzji. Produkty z niego prawie się nie zużywają i mają znaczną wytrzymałość.

Wskaźnik twardości osmu sięga 5,5

Jednym z najbardziej znanych pierwiastków, który jest jednym z najtwardszych metali na świecie, jest uran. Jest to jasnoszary metal o słabej radioaktywności. Uran jest uważany za jeden z najcięższych metali – jego ciężar właściwy jest 19 razy większy niż wody. Posiada również względną plastyczność, ciągliwość i elastyczność, właściwości paramagnetyczne. W skali Mossa twardość metalu wynosi 6, co jest uważane za bardzo wysoki wskaźnik.

Wcześniej uran prawie nigdy nie był używany i znajdował się jedynie jako odpad rudy przy wydobyciu innych metali - radu i wanadu. Do tej pory uran wydobywa się w złożach, głównymi źródłami są Góry Skaliste Stanów Zjednoczonych, Republika Konga, Kanada i Związek Południowej Afryki.

Pomimo radioaktywności uran jest aktywnie konsumowany przez ludzkość. Jest najbardziej poszukiwany w energetyce jądrowej - jest wykorzystywany jako paliwo do reaktorów jądrowych. Uran jest również używany w przemyśle chemicznym i geologii do określania wieku skał.

Nie zabrakło niesamowitych figur o ciężarze właściwym i inżynierii wojskowej. Uran jest regularnie używany do tworzenia rdzeni pocisków przeciwpancernych, które ze względu na swoją wysoką wytrzymałość wykonują znakomitą pracę.

Uran jest najtwardszym metalem, ale jest radioaktywny

Na szczycie naszej listy najtwardszych metali na Ziemi znajduje się genialny srebrnoszary wolfram. W skali Mohsa wolfram ma twardość 6, podobnie jak uran, ale w przeciwieństwie do tego ostatniego nie jest radioaktywny. Naturalna twardość nie pozbawia go jednak elastyczności, ponieważ wolfram idealnie nadaje się do kucia różnych wyrobów metalowych, a jego odporność na wysokie temperatury pozwala na zastosowanie go w oprawach oświetleniowych i elektronice. Konsumpcja wolframu nie osiąga wysokich obrotów, a główną tego przyczyną jest jego ograniczona ilość w depozytach.

Ze względu na dużą gęstość wolfram jest szeroko stosowany w produkcji broni do produkcji pocisków ciężkich i pocisków artyleryjskich. Ogólnie rzecz biorąc, wolfram jest aktywnie wykorzystywany w inżynierii wojskowej - pociski, przeciwwagi, pociski balistyczne. Kolejnym najpopularniejszym zastosowaniem tego metalu jest lotnictwo. Z niego wykonane są silniki, części urządzeń elektropróżniowych. W budownictwie stosuje się narzędzia tnące wykonane z wolframu. Jest również niezbędnym elementem przy produkcji lakierów i farb światłoodpornych, tkanin ognioodpornych i wodoodpornych.

Wolfram jest uważany za najbardziej ogniotrwały i trwały

Po przestudiowaniu właściwości i sfer zużycia każdego metalu trudno jednoznacznie powiedzieć, jaki jest najtwardszy metal na świecie, jeśli weźmiemy pod uwagę nie tylko wskaźniki skali Mohsa. Każdy z reprezentantów ma szereg zalet. Na przykład tytan, który nie ma ultra wysokiej twardości, zdecydowanie zajął pierwsze miejsce wśród najczęściej używanych metali. Ale uran, którego twardość osiąga najwyższy poziom wśród metali, nie jest tak popularny ze względu na słabą radioaktywność. A wolfram, który nie emituje promieniowania, ma najwyższą wytrzymałość i bardzo dobrą ciągliwość, nie może być aktywnie wykorzystywany ze względu na ograniczone zasoby.

Od dzieciństwa wiemy, że najtrwalszym metalem jest stal. Wszystko z żelazem jest z nim związane.

Iron man, żelazna dama, stalowa postać. Mówiąc te frazy, mamy na myśli niesamowitą siłę, siłę, twardość.

Przez długi czas stal była głównym materiałem do produkcji i broni. Ale stal to nie metal. Mówiąc dokładniej, nie jest to całkowicie czysty metal. Dotyczy to węgla, w którym obecne są również inne dodatki metali. Poprzez zastosowanie dodatków tj. zmienić jego właściwości. Następnie jest przetwarzany. Produkcja stali to cała nauka.

Najmocniejszy metal uzyskuje się poprzez wprowadzenie do stali odpowiednich stopów. Może to być chrom, który również nadaje odporność na ciepło, nikiel, który sprawia, że ​​stal jest twarda i elastyczna itp.

W niektórych pozycjach stal zaczęła wypierać aluminium. Minął czas, prędkość wzrosła. Aluminium też nie wytrzymało. Musiałem zwrócić się do tytana.

Tak, tytan jest najmocniejszym metalem. Aby nadać stali wysoką wytrzymałość, dodano do niej tytan.

Został otwarty w XVIII wieku. Ze względu na jego kruchość nie można było go używać. Z czasem, po otrzymaniu czystego tytanu, inżynierowie i projektanci zainteresowali się jego wysoką wytrzymałością właściwą, niską gęstością, odpornością na korozję i wysokie temperatury. Jego siła fizyczna kilkakrotnie przewyższa wytrzymałość żelaza.

Inżynierowie zaczęli dodawać tytan do stali. W efekcie powstał najtrwalszy metal, który znalazł zastosowanie w środowisku ultrawysokiej temperatury. W tamtych czasach żaden inny stop nie był w stanie im wytrzymać.

Jeśli wyobrazisz sobie samolot, który leci trzy razy szybciej, niż możesz sobie wyobrazić, jak nagrzewa się metalowa powłoka. Blacha poszycia samolotu w takich warunkach nagrzewa się do +3000C.

Obecnie tytan jest używany bez ograniczeń we wszystkich obszarach produkcji. Są to medycyna, budowa samolotów, produkcja statków.

Z całą oczywistością możemy powiedzieć, że w niedalekiej przyszłości tytan będzie musiał się przeprowadzić.

Naukowcy z USA w laboratoriach Uniwersytetu Teksańskiego w Austin odkryli najcieńszy i najtrwalszy materiał na Ziemi. Nazwali to grafenem.

Wyobraź sobie płytkę, której grubość jest równa grubości jednego atomu. Ale taka płyta jest mocniejsza niż diament i przewodzi elektryczność sto razy lepiej niż krzemowe chipy komputerowe.

Grafen to materiał o niesamowitych właściwościach. Wkrótce opuści laboratoria i słusznie zajmie swoje miejsce wśród najtrwalszych materiałów we wszechświecie.

Trudno sobie nawet wyobrazić, że kilka gramów grafenu wystarczyłoby na pokrycie boiska piłkarskiego. Oto metal. Rury wykonane z takiego materiału można układać ręcznie bez użycia mechanizmów podnoszących i transportujących.

Grafen, podobnie jak diament, jest najczystszym węglem. Jego elastyczność jest niesamowita. Taki materiał łatwo się wygina, doskonale się układa i doskonale zwija.

Zaczęli już na to patrzeć producenci ekranów dotykowych, paneli słonecznych, telefonów komórkowych, a wreszcie superszybkich chipów komputerowych.

Metale to substancje, które mają dla nich specyficzne, charakterystyczne właściwości. Uwzględnia się przy tym wysoką ciągliwość i ciągliwość, a także przewodność elektryczną i szereg innych parametrów. Który z nich jest najtrwalszym metalem, możesz dowiedzieć się z poniższych danych.

O metalach w przyrodzie

W języku rosyjskim słowo „metal” pochodzi z języka niemieckiego. Od XVI wieku występuje w książkach, choć dość rzadko. Później, w epoce Piotra I, zaczęli go częściej używać, zresztą wtedy słowo to miało uogólniające znaczenie „ruda, minerał, metal”. I tylko w okresie działalności M.V. Łomonosowa, pojęcia te zostały rozgraniczone.

W naturze metale w czystej postaci są rzadkie. Zasadniczo wchodzą w skład różnych rud, a także tworzą wszelkiego rodzaju związki, takie jak siarczki, tlenki, węglany i inne. W celu uzyskania czystych metali, a to jest bardzo ważne dla ich dalszego wykorzystania, konieczne jest ich wyizolowanie, a następnie ich oczyszczenie. W razie potrzeby metale są stapiane - dodawane są specjalne zanieczyszczenia w celu zmiany ich właściwości. Obecnie istnieje podział na rudy żelaza, do których zalicza się rudy żelaza i rudy nieżelazne. Do metali szlachetnych lub szlachetnych należą złoto, platyna i srebro.

Metale są nawet w ludzkim ciele. Wapń, sód, magnez, miedź, żelazo - to lista tych substancji, które występują w największej ilości.

W zależności od dalszego zastosowania metale dzielą się na grupy:

1. Materiały budowlane. Stosowane są zarówno same metale, jak i ich znacznie ulepszone stopy. W tym przypadku ceniona jest wytrzymałość, nieprzepuszczalność cieczy i gazów, jednorodność.
2. Materiały na narzędzia najczęściej odnoszą się do części roboczej. Odpowiednie są do tego stale narzędziowe i stopy twarde.
3. Materiały elektryczne. Takie metale są używane jako dobre przewodniki prądu. Najczęstsze z nich to miedź i aluminium. A także stosowany jako materiały o wysokiej odporności - nichrom i inne.

Najsilniejszy z metali

Wytrzymałość metali polega na ich odporności na pękanie pod wpływem naprężeń wewnętrznych, które mogą wystąpić, gdy na te materiały działają siły zewnętrzne. Cechą konstrukcji jest również utrzymywanie swoich właściwości przez pewien czas.

Wiele stopów jest dość mocnych i odpornych nie tylko na wpływy fizyczne, ale także chemiczne, nie należą one do czystych metali. Są metale, które można nazwać najtrwalszymi. Tytan, który topi się w temperaturach powyżej 1941 K (1660 ± 20 °C), uran, który należy do metali promieniotwórczych, wolfram ogniotrwały, który wrze w temperaturze co najmniej 5828 K (5555 °C). Jak również inne, które posiadają unikalne właściwości i są niezbędne w procesie wytwarzania części, narzędzi i przedmiotów przy użyciu najnowocześniejszych technologii. Do pięciu najtrwalszych z nich należą metale, których właściwości są już znane, znajdują szerokie zastosowanie w różnych sektorach gospodarki narodowej oraz są wykorzystywane w eksperymentach i opracowaniach naukowych.

Występuje w rudach molibdenu i surowcach miedziowych. Posiada wysoką twardość i gęstość. Bardzo twardy. Jego wytrzymałość nie może być zmniejszona nawet pod wpływem krytycznych zmian temperatury. Szeroko stosowany w wielu urządzeniach elektronicznych i obiektach technicznych.

Metal ziem rzadkich o srebrzystoszarym odcieniu i błyszczących, krystalicznych naciekach na pęknięciach. Co ciekawe, kryształki berylu smakują nieco słodko, z tego powodu pierwotnie nazywano go „glucinium”, co oznacza „słodki”. Dzięki temu metalowi pojawiła się nowa technologia, która jest wykorzystywana w syntezie sztucznych kamieni - szmaragdów, akwamarynów, na potrzeby branży jubilerskiej. Beryl odkryto podczas badania właściwości berylu, kamienia półszlachetnego. W 1828 r. niemiecki naukowiec F. Wöller uzyskał metaliczny beryl. Nie wchodzi w interakcję z promieniami rentgenowskimi, dlatego jest aktywnie wykorzystywany do tworzenia specjalnych urządzeń. Ponadto stopy berylu są wykorzystywane do produkcji reflektorów neutronowych i moderatorów do instalacji w reaktorze jądrowym. Jego właściwości ogniotrwałe i antykorozyjne, wysoka przewodność cieplna sprawiają, że jest nieodzownym elementem do tworzenia stopów stosowanych w przemyśle lotniczym i kosmicznym.

Ten metal został odkryty na terenie środkowego Uralu. pisał o nim M.V. Łomonosow w swojej pracy „Pierwsze podstawy metalurgii” w 1763 r. Jest bardzo pospolity, jego najbardziej znane i rozległe złoża znajdują się w RPA, Kazachstanie i Rosji (Ural). Zawartość tego metalu w rudach jest bardzo zróżnicowana. Ma kolor jasnoniebieski z odcieniem. W czystej postaci jest bardzo twardy i dość dobrze przetworzony. Służy jako ważny składnik do tworzenia stali stopowych, zwłaszcza stali nierdzewnych, i jest stosowany w galwanotechnice i przemyśle lotniczym. Jego stop z żelazem, żelazochromem jest niezbędny do produkcji narzędzi skrawających do metalu.

Metal ten jest cenny, ponieważ jego właściwości są tylko nieznacznie niższe niż metali szlachetnych. Posiada dużą odporność na różne kwasy, nie podlega korozji. Tantal znajduje zastosowanie w różnych strukturach i związkach, do wytwarzania produktów o skomplikowanym kształcie oraz jako podstawa do produkcji kwasu octowego i fosforowego. Metal jest stosowany w medycynie, ponieważ można go łączyć z tkankami ludzkimi. Przemysł rakietowy potrzebuje żaroodpornego stopu tantalu i wolframu, ponieważ może wytrzymać temperatury 2500 ° C. Kondensatory tantalowe są instalowane na urządzeniach radarowych, wykorzystywanych w układach elektronicznych jako nadajniki.

Iryd uważany jest za jeden z najtrwalszych metali na świecie. Metal w kolorze srebrnym, bardzo twardy. Należy do metali z grupy platynowców. Jest trudny w obróbce, a ponadto ogniotrwały. Iryd praktycznie nie wchodzi w interakcje z substancjami żrącymi. Znajduje zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu. W tym w branży jubilerskiej, medycznej i chemicznej. Znacząco poprawia odporność związków wolframu, chromu i tytanu na środowisko kwaśne. Czysty iryd nie jest materiałem toksycznym, ale jego poszczególne związki mogą nim być.

Pomimo tego, że wiele metali ma przyzwoite właściwości, dość trudno jest dokładnie określić, który jest najtrwalszym metalem na świecie. Aby to zrobić, przestudiuj wszystkie ich parametry, zgodnie z różnymi systemami analitycznymi. Ale obecnie wszyscy naukowcy twierdzą, że iryd z pewnością zajmuje pierwsze miejsce pod względem siły.

Otaczający nas świat wciąż obfituje w wiele tajemnic, ale nawet zjawiska i substancje znane od dawna naukowcom nie przestają zadziwiać i zachwycać. Podziwiamy jasne kolory, cieszymy się smakami i wykorzystujemy właściwości wszelkiego rodzaju substancji, które czynią nasze życie wygodniejszym, bezpieczniejszym i przyjemniejszym. W poszukiwaniu najbardziej niezawodnych i wytrzymałych materiałów człowiek dokonał wielu ekscytujących odkryć, a przed tobą jest wybór zaledwie 25 takich unikalnych związków!

25. Diamenty

Jeśli nie wszyscy, to prawie wszyscy o tym wiedzą na pewno. Diamenty to nie tylko jeden z najbardziej czczonych kamieni szlachetnych, ale także jeden z najtwardszych minerałów na Ziemi. W skali Mohsa (skala twardości, w której ocena wydawana jest na podstawie reakcji minerału na zarysowanie), diament znajduje się na dziesiątej linii. W skali jest 10 pozycji, a dziesiąta to ostatni i najtrudniejszy stopień. Diamenty są tak twarde, że można je zarysować tylko innymi diamentami.

24. Sieci pułapkowe gatunku pająków Caaerostris darwini


Zdjęcie: pixabay

Trudno w to uwierzyć, ale sieć pająka Caerostris darwini (lub pająka Darwina) jest mocniejsza niż stal i twardsza niż Kevlar. Ta sieć została uznana za najtwardszy materiał biologiczny na świecie, chociaż teraz ma potencjalnego konkurenta, ale dane nie zostały jeszcze potwierdzone. Włókno pająkowe zostało przetestowane pod kątem takich cech, jak wytrzymałość na zerwanie, udarność, wytrzymałość na rozciąganie i moduł Younga (właściwość materiału odpornego na rozciąganie, ściskanie pod wpływem odkształceń sprężystych), i we wszystkich tych wskaźnikach sieć pokazała się w niesamowity sposób. Ponadto sieć pułapkowa pająka Darwina jest niewiarygodnie lekka. Na przykład, jeśli owiniemy naszą planetę błonnikiem Caaerostris darwini, waga tak długiej nici wyniesie tylko 500 gramów. Tak długie sieci nie istnieją, ale obliczenia teoretyczne są po prostu niesamowite!

23. Aerografit


Zdjęcie: BrokenSphere

Ta syntetyczna pianka jest jednym z najlżejszych materiałów włóknistych na świecie i jest siecią rurek węglowych o średnicy zaledwie kilku mikronów. Aerografit jest 75 razy lżejszy od polistyrenu, ale jednocześnie znacznie mocniejszy i bardziej plastyczny. Można go skompresować do 30 razy w stosunku do pierwotnego rozmiaru bez szkody dla jego niezwykle elastycznej struktury. Dzięki tej właściwości pianka airgrafitowa może wytrzymać obciążenia do 40 000 razy większe od swojej wagi.

22. Metaliczne szkło palladowe


Zdjęcie: pixabay

Zespół naukowców z Kalifornijskiego Instytutu Technologii i Berkeley Lab (California Institute of Technology, Berkeley Lab) opracował nowy rodzaj szkła metalicznego, które łączy niemal idealne połączenie wytrzymałości i plastyczności. Powodem wyjątkowości nowego materiału jest fakt, że jego struktura chemiczna skutecznie maskuje kruchość istniejących materiałów szklistych przy zachowaniu wysokiego progu wytrzymałościowego, co ostatecznie znacznie zwiększa wytrzymałość zmęczeniową tej syntetycznej struktury.

21. Węglik wolframu


Zdjęcie: pixabay

Węglik wolframu to niezwykle twardy materiał o wysokiej odporności na zużycie. W pewnych warunkach związek ten uważany jest za bardzo kruchy, ale pod dużym obciążeniem wykazuje wyjątkowe właściwości plastyczne, przejawiające się w postaci taśm poślizgowych. Dzięki tym wszystkim właściwościom węglik wolframu jest wykorzystywany do produkcji końcówek przeciwpancernych i różnego sprzętu, w tym wszelkiego rodzaju frezów, tarcz ściernych, wierteł, frezów, wierteł i innych narzędzi skrawających.

20. Węglik krzemu


Zdjęcie: Tiia Monto

Węglik krzemu jest jednym z głównych materiałów używanych do produkcji czołgów bojowych. Związek ten jest znany ze swojej niskiej ceny, wyjątkowej ogniotrwałości i wysokiej twardości, dlatego jest często stosowany w produkcji sprzętu lub sprzętu, który musi odbijać pociski, ciąć lub szlifować inne twarde materiały. Węglik krzemu stanowi doskonałe materiały ścierne, półprzewodniki, a nawet inkrustacje w biżuterii naśladujące diamenty.

19. Sześcienny azotek boru


Zdjęcie: wikimedia commons

Sześcienny azotek boru jest materiałem supertwardym, zbliżonym twardością do diamentu, ale ma również szereg wyróżniających zalet - stabilność w wysokich temperaturach i odporność chemiczną. Sześcienny azotek boru nie rozpuszcza się w żelazie i niklu nawet pod wpływem wysokich temperatur, natomiast diament w tych samych warunkach dość szybko wchodzi w reakcje chemiczne. W rzeczywistości jest to korzystne ze względu na jego zastosowanie w przemysłowych narzędziach szlifierskich.

18. Polietylen o ultra wysokiej masie cząsteczkowej (UHMWPE), marka włókien Dyneema


Zdjęcie: Justsail

Polietylen o wysokim module charakteryzuje się wyjątkowo wysoką odpornością na zużycie, niskim współczynnikiem tarcia i wysoką odpornością na pękanie (niezawodność w niskich temperaturach). Dziś jest uważany za najsilniejszą substancję włóknistą na świecie. Najbardziej niesamowitą rzeczą w tym polietylenie jest to, że jest lżejszy od wody i jednocześnie może zatrzymać kule! Kable i liny wykonane z włókien Dyneema nie toną w wodzie, nie wymagają smarowania i nie zmieniają swoich właściwości po zamoczeniu, co jest bardzo ważne w przemyśle stoczniowym.

17. Stopy tytanu


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

Stopy tytanu są niezwykle plastyczne i wykazują niesamowitą wytrzymałość podczas rozciągania. Ponadto charakteryzują się wysoką odpornością na ciepło i korozję, co czyni je niezwykle przydatnymi w dziedzinach takich jak: samoloty, rakiety, przemysł stoczniowy, chemia, inżynieria spożywcza i transportowa.

16. Ciekły stop metali


Zdjęcie: pixabay

Opracowany w 2003 roku w Kalifornijskim Instytucie Technologii materiał ten słynie z wytrzymałości i trwałości. Nazwa związku kojarzy się z czymś kruchym i płynnym, ale w temperaturze pokojowej jest w rzeczywistości niezwykle twardy, odporny na zużycie, nie boi się korozji i przekształca się po podgrzaniu, jak termoplast. Dotychczas główne obszary zastosowań to produkcja zegarków, kijów golfowych i pokrowców na telefony komórkowe (Vertu, iPhone).

15. Nanoceluloza


Zdjęcie: pixabay

Nanoceluloza jest izolowana z włókien drzewnych i jest nowym rodzajem materiału drzewnego, który jest jeszcze mocniejszy niż stal! Ponadto nanoceluloza jest również tańsza. Innowacja ma ogromny potencjał i może w przyszłości poważnie konkurować z włóknem szklanym i węglowym. Twórcy wierzą, że materiał ten będzie wkrótce bardzo potrzebny do produkcji pancerzy wojskowych, superelastycznych ekranów, filtrów, elastycznych baterii, aerożeli chłonnych i biopaliw.

14. Zęby ślimaków typu „morski spodek”


Zdjęcie: pixabay

Wcześniej wspominaliśmy już o sieci pułapkowej pająka Darwina, która kiedyś została uznana za najtrwalszy materiał biologiczny na planecie. Jednak ostatnie badania wykazały, że skałoczep jest najtrwalszą substancją biologiczną znaną nauce. Tak, te zęby są mocniejsze niż sieć Caaerostris darwini. I nie jest to zaskakujące, bo maleńkie stworzenia morskie żywią się glonami rosnącymi na powierzchni surowych skał i te zwierzęta muszą ciężko pracować, aby oddzielić pożywienie od skały. Naukowcy wierzą, że w przyszłości będziemy mogli posłużyć się przykładem włóknistej budowy zębów skałoczepów w przemyśle inżynieryjnym i zacząć budować samochody, łodzie, a nawet samoloty o zwiększonej wytrzymałości, inspirowane przykładem prostych ślimaków.

13. Stal maraging


Zdjęcie: pixabay

Stal Maraging to wysokowytrzymały i wysokostopowy stop o doskonałej ciągliwości i wytrzymałości. Materiał jest szeroko stosowany w nauce rakietowej i służy do wytwarzania wszelkiego rodzaju narzędzi.

12. Osm


Zdjęcie: Periodictableru / www.periodictable.ru

Osm to niezwykle gęsty pierwiastek, a ze względu na swoją twardość i wysoką temperaturę topnienia trudno go obrabiać. Dlatego osm stosuje się tam, gdzie najbardziej ceniona jest trwałość i wytrzymałość. Stopy osmu znajdują się w stykach elektrycznych, rakietach, pociskach wojskowych, implantach chirurgicznych i wielu innych zastosowaniach.

11. Kevlar


Zdjęcie: wikimedia commons

Kevlar to włókno o wysokiej wytrzymałości, które można znaleźć w oponach samochodowych, klockach hamulcowych, kablach, protezach, kamizelkach kuloodpornych, tkaninach odzieży ochronnej, przemyśle stoczniowym i częściach dronów. Materiał stał się niemal synonimem wytrzymałości i jest rodzajem plastiku o niewiarygodnie wysokiej wytrzymałości i elastyczności. Wytrzymałość na rozciąganie Kevlaru jest 8 razy wyższa niż drutu stalowego i zaczyna się topić w temperaturze 450℃.

10. Polietylen o bardzo wysokiej masie cząsteczkowej o wysokiej gęstości, marka włókien „Spectra” (Spectra)


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

UHMWPE jest zasadniczo bardzo wytrzymałym tworzywem sztucznym. Spectra, marka UHMWPE, to z kolei lekkie włókno o najwyższej odporności na zużycie, 10-krotnie lepsze od stali w tym wskaźniku. Podobnie jak Kevlar, widmo jest wykorzystywane do produkcji kamizelek kuloodpornych i hełmów ochronnych. Wraz z UHMWPE spektrum Dainimo jest popularne w przemyśle stoczniowym i transportowym.

9. Grafen


Zdjęcie: pixabay

Grafen jest alotropową odmianą węgla, a jego sieć krystaliczna o grubości zaledwie jednego atomu jest tak silna, że ​​jest 200 razy twardsza od stali. Grafen wygląda jak folia spożywcza, ale zerwanie go jest zadaniem prawie niewykonalnym. Aby przebić arkusz grafenowy, musisz wbić w niego ołówek, na którym będziesz musiał zrównoważyć ładunek ciężarem całego szkolnego autobusu. Powodzenia!

8. Papier z nanorurek węglowych


Zdjęcie: pixabay

Dzięki nanotechnologii naukowcom udało się wyprodukować papier 50 000 razy cieńszy od ludzkiego włosa. Arkusze nanorurek węglowych są 10 razy lżejsze od stali, ale najbardziej niesamowite jest to, że są aż 500 razy mocniejsze! Do produkcji elektrod superkondensatorowych najbardziej obiecujące są płytki z nanorurek makroskopowych.

7. Metalowa mikrosiatka


Zdjęcie: pixabay

Oto najlżejszy metal na świecie! Metalowa mikrosiatka to syntetyczny materiał porowaty, który jest 100 razy lżejszy od pianki. Ale nie daj się zwieść jego wyglądowi, te mikrosiatki są również niesamowicie wytrzymałe, co czyni je ogromnym potencjałem do wykorzystania we wszelkiego rodzaju zastosowaniach inżynierskich. Mogą być używane do tworzenia doskonałych amortyzatorów i izolatorów termicznych, a niesamowita zdolność tego metalu do kurczenia się i powrotu do pierwotnego stanu pozwala na wykorzystanie go do przechowywania energii. Mikrosiatki metalowe są również aktywnie wykorzystywane w produkcji różnych części do samolotów amerykańskiej firmy Boeing.

6. Nanorurki węglowe


Zdjęcie: Użytkownik Mstroeck / en.wikipedia

Powyżej mówiliśmy już o ultra-wytrzymałych makroskopowych płytkach z nanorurek węglowych. Ale co to za materiał? W rzeczywistości są to samoloty grafenowe zwinięte w tubę (9 punkt). Rezultatem jest niewiarygodnie lekki, sprężysty i trwały materiał do szerokiej gamy zastosowań.

5. Aerograf


Zdjęcie: wikimedia commons

Znany również jako aerożel grafenowy, materiał ten jest jednocześnie niezwykle lekki i wytrzymały. Nowy rodzaj żelu całkowicie zastąpił fazę ciekłą gazową, a charakteryzuje się rewelacyjną twardością, odpornością na ciepło, niską gęstością i niską przewodnością cieplną. Niesamowicie, aerożel grafenowy jest 7 razy lżejszy od powietrza! Unikalna mieszanka jest w stanie odzyskać swój pierwotny kształt nawet po 90% kompresji i może wchłonąć nawet 900 razy większą wagę niż olej użyty do zaabsorbowania aerografu. Być może w przyszłości ta klasa materiałów pomoże w walce z katastrofami ekologicznymi, takimi jak wycieki ropy.

4. Materiał bez nazwy, opracowanie Massachusetts Institute of Technology (MIT)


Zdjęcie: pixabay

Czytając to, zespół naukowców z MIT pracuje nad poprawą właściwości grafenu. Naukowcy powiedzieli, że udało im się już przekształcić dwuwymiarową strukturę tego materiału w trójwymiarową. Nowa substancja grafenowa nie otrzymała jeszcze swojej nazwy, ale już wiadomo, że jej gęstość jest 20 razy mniejsza niż stali, a jej wytrzymałość jest 10 razy większa niż stali.

3. Karabin


Zdjęcie: Smokefoot

Mimo że to tylko liniowe łańcuchy atomów węgla, karbyn ma 2x większą wytrzymałość na rozciąganie niż grafen i jest 3x twardszy niż diament!

2. Modyfikacja wurcytu azotkiem boru


Zdjęcie: pixabay

Ta nowo odkryta naturalna substancja powstaje podczas erupcji wulkanicznych i jest o 18% twardsza niż diamenty. Przewyższa jednak diamenty pod wieloma innymi parametrami. Wurcyt azotek boru jest jedną z zaledwie dwóch naturalnych substancji występujących na Ziemi, która jest twardsza od diamentu. Problem polega na tym, że w przyrodzie takich azotków jest bardzo mało, a zatem nie są łatwe do zbadania lub zastosowania w praktyce.

1. Lonsdaleite


Zdjęcie: pixabay

Znany również jako sześciokątny diament, lonsdaleit składa się z atomów węgla, ale w tej modyfikacji atomy są ułożone nieco inaczej. Podobnie jak azotek boru wurcytu, lonsdaleit jest naturalną substancją twardszą niż diament. Co więcej, ten niesamowity minerał jest twardszy od diamentu aż o 58%! Podobnie jak azotek boru wurcytu, związek ten jest niezwykle rzadki. Czasami lonsdaleit powstaje podczas zderzenia z Ziemią meteorytów, do których należy grafit.

18.01.2016 o 17:21 · Jasio · 110 650

Top 10 najtrwalszych metali na świecie

Wykorzystanie metali w życiu codziennym rozpoczęło się u zarania rozwoju człowieka, a miedź była pierwszym metalem, ponieważ jest dostępna w naturze i może być łatwo przetwarzana. Nic dziwnego, że archeolodzy podczas wykopalisk znajdują różne wyroby i sprzęty gospodarstwa domowego wykonane z tego metalu. W procesie ewolucji ludzie stopniowo nauczyli się łączyć różne metale, uzyskując coraz trwalsze stopy nadające się do produkcji narzędzi, a później broni. W naszych czasach trwają eksperymenty, dzięki którym możliwe jest zidentyfikowanie najtrwalszych metali na świecie.

10.

• wysoka wytrzymałość właściwa;
• odporność na wysokie temperatury;
• niska gęstość;
• odporność na korozję;
• odporność mechaniczna i chemiczna.

Tytan jest wykorzystywany w przemyśle wojskowym, medycynie lotniczej, przemyśle stoczniowym i innych dziedzinach produkcji.

9.

Najsłynniejszy pierwiastek, który jest uważany za jeden z najsilniejszych metali na świecie, aw normalnych warunkach jest słabym metalem radioaktywnym. W naturze występuje zarówno w stanie wolnym, jak iw kwaśnych skałach osadowych. Jest dość ciężki, szeroko rozpowszechniony na całym świecie i ma właściwości paramagnetyczne, elastyczność, ciągliwość i względną plastyczność. Uran jest wykorzystywany w wielu obszarach produkcji.

8.

Znany jako najbardziej ogniotrwały metal ze wszystkich istniejących i należy do najsilniejszych metali na świecie. Jest to solidny element przejściowy o lśniącej srebrno-szarej barwie. Posiada wysoką trwałość, doskonałą niepaliwość, odporność na wpływy chemiczne. Ze względu na swoje właściwości można go podkuć i wciągnąć w cienką nitkę. Znany jako żarnik wolframowy.

7.

Wśród przedstawicieli tej grupy uważany jest za metal przejściowy o dużej gęstości, srebrzystobiały kolor. Występuje w naturze w czystej postaci, ale występuje w surowcach molibdenu i miedzi. Charakteryzuje się wysoką twardością i gęstością oraz ma doskonałą ogniotrwałość. Ma zwiększoną wytrzymałość, której nie traci się przy wielokrotnych zmianach temperatury. Ren należy do drogich metali i ma wysoki koszt. Stosowany w nowoczesnej technologii i elektronice.

6.

Błyszczący srebrzystobiały metal z lekko niebieskawym odcieniem, należy do grupy platyn i uważany jest za jeden z najtrwalszych metali na świecie. Podobnie jak iryd ma wysoką gęstość atomową, wysoką wytrzymałość i twardość. Ponieważ osm należy do metali platynowych, ma właściwości zbliżone do irydu: ogniotrwałość, twardość, kruchość, odporność na naprężenia mechaniczne, a także na wpływ agresywnych środowisk. Znalazł szerokie zastosowanie w chirurgii, mikroskopii elektronowej, przemyśle chemicznym, technologii rakietowej, sprzęcie elektronicznym.

5.

Należy do grupy metali i jest jasnoszarym pierwiastkiem o względnej twardości i wysokiej toksyczności. Ze względu na swoje unikalne właściwości beryl znajduje zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu:

• energia atomowa;
• inżynieria lotnicza;
• metalurgia;
• technologia laserowa;
• energia nuklearna.

Ze względu na wysoką twardość beryl wykorzystywany jest do produkcji stopów stopowych i materiałów ogniotrwałych.

4.

Chrom jest następny w pierwszej dziesiątce najtrwalszych metali na świecie - twardy, niebieskawo-biały metal o wysokiej wytrzymałości, odporny na zasady i kwasy. Występuje w naturze w czystej postaci i znajduje szerokie zastosowanie w różnych gałęziach nauki, technologii i produkcji. Chrom Wykorzystywany do tworzenia różnych stopów stosowanych w produkcji sprzętu medycznego i chemicznego. W połączeniu z żelazem tworzy stop żelazochromu, który jest wykorzystywany do produkcji narzędzi do skrawania metali.

3.

Tantal zasługuje na brąz w rankingu, ponieważ jest jednym z najtrwalszych metali na świecie. Jest to srebrzysty metal o dużej twardości i gęstości atomowej. Ze względu na tworzenie się na jej powierzchni warstewki tlenkowej ma ołowiowy odcień.

Charakterystyczne właściwości tantalu to wysoka wytrzymałość, ogniotrwałość, odporność na korozję i agresywne środowiska. Metal jest dość plastyczny i można go łatwo obrabiać. Dziś tantal jest z powodzeniem stosowany:

• w przemyśle chemicznym;
• w budowie reaktorów jądrowych;
• w produkcji metalurgicznej;
• przy tworzeniu stopów żaroodpornych.

2.

Drugie miejsce w rankingu najtrwalszych metali na świecie zajmuje ruten – srebrzysty metal należący do grupy platynowców. Jego cechą jest obecność w składzie tkanki mięśniowej organizmów żywych. Cennymi właściwościami rutenu są wysoka wytrzymałość, twardość, ogniotrwałość, odporność chemiczna oraz zdolność do tworzenia złożonych związków. Ruten jest uważany za katalizator wielu reakcji chemicznych, działa jako materiał do produkcji elektrod, styków, ostrych końcówek.

1.

W rankingu najtrwalszych metali na świecie na czele stoi iryd - srebrzystobiały, twardy i ogniotrwały metal należący do grupy platynowców. W naturze pierwiastek o wysokiej wytrzymałości jest niezwykle rzadki i często łączy się go z osmem. Ze względu na swoją naturalną twardość jest trudny w obróbce i bardzo odporny na chemikalia. Iryd bardzo trudno reaguje na działanie halogenów i nadtlenku sodu.

Ten metal odgrywa ważną rolę w życiu codziennym. Jest dodawany do tytanu, chromu i wolframu w celu poprawy odporności na środowiska kwaśne, stosowany w produkcji artykułów papierniczych, wykorzystywanych w biżuterii do tworzenia biżuterii. Koszt irydu pozostaje wysoki ze względu na jego ograniczoną obecność w przyrodzie.

Co jeszcze zobaczyć: