Den dyraste metallen i världen. Vad heter den starkaste metallen i världen? Metallegenskaper

metall glas

Specialister från California Institute of Technology fick ett material som är unikt i sina egenskaper - detta är den mest hållbara legeringen hittills - "metalliskt glas". Det unika med den nya legeringen är att metalliskt glas är gjort av metall, men har en inre struktur av glas. Idag funderar forskare på vad som exakt ger legeringen sådana ovanliga egenskaper och hur de kan införas i legeringar från billigare material.

Den amorfa strukturen av glas, till skillnad från den kristallina strukturen av metall, är inte skyddad från spridningen av sprickor, vilket förklarar glasets bräcklighet. Metallglas har också samma nackdel, som också ganska lätt förstörs och bildar skjuvband som utvecklas till sprickor.

Legeringsegenskaper

Specialisterna från det kaliforniska institutet märkte att utseendet på ett stort antal skjuvband ger hög motståndskraft mot utvecklingen av sprickor, på grund av vilken den motsatta effekten uppnås: materialet böjer sig utan att gå sönder. Det är detta material, vars energi skjuvband är mycket mindre än energin som krävs för att förvandla dem till sprickor, som de har skapat. "Genom att blanda fem element, säkerställde vi att när det kyldes, "vet" materialet inte vilken struktur det ska ta, och väljer en amorf," förklarade R. Ritchie, en deltagare i studien.

metalliskt glas

Den mest hållbara legeringen - metalliskt glas - består av ädelt palladium, kisel, fosfor, germanium med en liten tillsats av silver (formel: Pd79Ag3.5P6Si9.5Ge2).

Den nya legeringen visade sig i tester som en kombination av ömsesidigt uteslutande egenskaper - styrka och uthållighet på en nivå som inte tidigare setts i något annat material. Som ett resultat kombinerar det nya metallglaset hårdheten hos glaset med metallernas sprickbeständighet. Dessutom är nivån av styvhet och styrka inom räckhåll.

Materialanvändning

För strukturell metall har studien avsevärt skjutit tillbaka gränserna för lasttolerans. Men enligt forskare kan den mest hållbara legeringen, på grund av sällsyntheten och den höga kostnaden för dess huvudkomponent, palladium, inte användas i stor utsträckning. Utvecklare har dock rapporterat möjlig användning av detta material i medicinska implantat (till exempel för intramaxillära proteser), såväl som delar inom fordons- eller flygindustrin.

När det kommer till den mest hållbara metallen i världen är det säkert många som föreställer sig en formidabel krigare i rustning och med ett svärd av Damaskus-stål. Stål är dock långt ifrån den starkaste metallen i världen, eftersom det erhålls genom att legera järn med kol och andra tillsatser. Den hårdaste av de rena metallerna anses vara titan!
Det finns två olika versioner om ursprunget till namnet på denna metall. Vissa säger att det silverfärgade ämnet började kallas så för att hedra älvdrottningen Titania(från germansk mytologi). Faktum är att den, förutom att vara en mycket hållbar metall, också är otroligt lätt. Andra är benägna att tro att metallen fick sitt namn tack vare titanerna - starka och mäktiga barn till jordgudinnan Gaia. Hur som helst, båda versionerna ser ganska vackra och poetiska ut och har rätt att existera.

Titan upptäcktes av två forskare på en gång: tysken M.G. Klaptor och engelsmannen W. Gregor. En sådan upptäckt, med en skillnad på sex år, gjordes i slutet av 1700-talet, varefter ämnet omedelbart lades till det periodiska systemet. Där tog den det 22:a serienumret.

Det är sant att metallen inte användes på länge på grund av dess bräcklighet. Först 1925, efter att ha gått igenom en serie experiment, lyckades kemister få rent titan, vilket blev ett verkligt genombrott i mänsklighetens historia. Metallen visade sig vara mycket teknisk med låg densitet, hög specifik hållfasthet och korrosionsbeständighet, samt hög hållfasthet vid höga temperaturer.

När det gäller mekanisk styrka, titan och sex gånger styrkan hos aluminium. Det är därför listan över möjliga tillämpningar av titan är oändlig. Det används inom medicin för osteoprosthetics, i militärindustrin (för att skapa ett ubåtsskrov, pansar inom flyg- och kärnteknik). Dessutom har metallen etablerat sig inom sport och smycken, tillverkning av mobiltelefoner.

Video:

Förresten, när det gäller distribution på jorden, upptar den starkaste metallen i världen den tionde positionen. Dess fyndigheter finns i Sydafrika, Kina, Ukraina, Japan, Indien.

Även om titan, att döma av de senaste upptäckterna inom kemiområdet, med tiden måste ge titeln supermetall till en annan representant. För inte så länge sedan uppfann forskare ett ämne som är starkare än metall. Detta är "flytande metall", eller i översättning - "flytande". Mirakelsubstansen har lyckats etablera sig som rostfri och felfri för gjutning. Och även om mänskligheten fortfarande behöver arbeta hårt för att lära sig att använda den nya metallen till fullo, kanske framtiden tillhör den.

När ordet "metall" nämns, ritar alla i sin fantasi en solid, hållbar och superstark järnplåt som inte bara kan böjas eller brytas. Men metaller är väldigt olika. Och om du undrar vilken metall som är den mest hållbara i världen, kommer vi att ge dig ett tillförlitligt svar och berätta om en sådan metall. Det är ett material av silvervit färg, som kallas "titan".

Vem öppnade den och när?

Två forskare arbetade på upptäckten av denna metall på en gång - engelsmannen W. Gregory och tysken M. Klaptor. De upptäckte detta element i slutet av artonhundratalet, men med ett mellanrum på sex år. I det periodiska systemet dök titan upp på det tjugoandra serienumret omedelbart efter upptäckten av metallen av forskare. Men på grund av dess höga sprödhet användes inte titan på länge. Och 1925. Holländska fysiker gjorde en verklig upptäckt genom att isolera det renaste titanet, som kombinerar många fördelar. Metallen började kännetecknas av hög tillverkningsbarhet, utmärkt specifik hållfasthet, motståndskraft mot korrosion och otrolig styrka när den utsätts för höga temperaturer.

De viktigaste egenskaperna hos titan

Världens starkaste metall, skapad av forskare 1925, är otroligt duktil, vilket gör det möjligt att skapa plåt, stavar, band, rör, trådar och folier från den. När det gäller hårdhet är titan fyra gånger hårdare än järn och koppar, och titan är tolv gånger starkare än aluminium i denna parameter. Titanprodukter behåller sin styrka även när de utsätts för höga temperaturer. Titandelar kan tjäna under lång tid under påverkan av ultrahöga belastningar.

Den mest hållbara metallen på jorden har också utmärkta korrosionsskyddsegenskaper. Till exempel har en titanplatta placerad i havsvatten inte varit utsatt för rost på tio år. Elektriker och radioelektronikingenjörer har ett ökat intresse för denna metall – och allt för att världens starkaste metall har betydande elektriskt motstånd och utmärks av icke-magnetiska egenskaper.

Varför kallas denna metall "titan"?

Det finns två versioner av ursprunget till dess namn. Enligt en av dem tror man att den silvervita metallen har fått sitt namn efter älvorna Titanias drottning, som är känd från den germanska mytologin. Och allt för att materialet, förutom hög hållfasthet, också är otroligt lätt. Enligt en annan version är metallen uppkallad efter de mäktiga barnen till gudinnan Gaia - Titans. Det är svårt att bedöma vilken av dessa versioner som är mer rimlig, men det kan noteras att var och en av dem är underbar och har en plats att vara.

Applicering av titan

Användningen av silvermetall är ganska bred. Det används inom den militära industrin (konstruktion av missiler, pansar för flygplan, skrov för ubåtar, etc.), medicin (proteser), fordon, jordbruk, mobiltelefoner och smycken.

Ännu lättare och mer hållbart

Ganska nyligen meddelade kaliforniska forskare för hela världen att de hade upptäckt den lättaste och mest hållbara metallen. Detta är en flytande metall som skapas av en blandning av grafenoxid och lyofiliserat kol. Flytande metall har redan fått höga betyg från specialister och har etablerat sig som ett idealiskt material för gjutning och rostfritt stål.

Den nya metallen är så lätt att blombladen lätt kan hålla den. Som ni vet kännetecknas grafen inte bara av sin lätthet och höga hållfasthet, utan också av sin utmärkta flexibilitet. Därför utvecklar forskare idag i riktning mot att skapa ett ultralätt material, och kanske inom en snar framtid kommer ännu mer unika material att dyka upp inför mänskligheten.

Metall har använts av människor sedan urminnes tider. Den mest tillgängliga och bearbetbara metallen i naturen är koppar. Kopparprodukter i form av husgeråd hittas av arkeologer vid utgrävningar av forntida bosättningar. När tekniska framsteg växte lärde sig människan att tillverka legeringar av olika metaller, som var användbara för honom vid tillverkning av hushållsartiklar och vapen. Och så dök den starkaste metallen i världen upp.

Titan

Denna ovanligt vackra silvervita metall upptäcktes nästan samtidigt i slutet av 1700-talet av två vetenskapsmän - engelsmannen W. Gregory och tysken M. Klaproth. Enligt en version fick titan sitt namn för att hedra karaktärerna i antika grekiska myter, de mäktiga titanerna, enligt en annan - från Titania, älvdrottningen från den germanska mytologin - på grund av dess lätthet. Men på den tiden hittade de ingen användning för det.

Sedan 1925 kunde fysiker i Holland isolera rent titan och upptäckte dess många fördelar. Dessa är höga tillverkningshastigheter, specifik hållfasthet och motståndskraft mot korrosion, mycket hög hållfasthet vid höga temperaturer. Den har också hög korrosionsbeständighet. Dessa fantastiska figurer lockade genast ingenjörer och designers.

1940 erhöll vetenskapsmannen Krol rent titan med hjälp av den magnesium-termiska metoden, och sedan dess har denna metod varit den främsta. Den starkaste metallen på jorden bryts på många platser i världen - Ryssland, Ukraina, Kina, Sydafrika och andra.

Titan är två gånger starkare än järn när det gäller mekaniska parametrar, sex gånger starkare än aluminium. Titanlegeringar är för närvarande de starkaste i världen och har därför funnits i militär (ubåts-, missilkonstruktion), skeppsbyggnad och flygindustri (på överljudsflygplan).

Denna metall är också otroligt duktil, så vilken form som helst kan göras av den - ark, rör, tråd, tejp. Titan används ofta för tillverkning av medicinska proteser (samtidigt är det biologiskt idealiskt kompatibelt med människokroppens vävnader), smycken, sportutrustning etc.

Den används också i kemisk produktion på grund av dess anti-korrosionsegenskaper, denna metall korroderar inte i en aggressiv miljö. Så, för teständamål, placerades en titanplatta i havsvatten, och på 10 år rostade den inte ens!

På grund av dess höga elektriska resistans och icke-magnetiserande egenskaper används den i stor utsträckning inom radioelektronik, till exempel i strukturella delar av mobiltelefoner. Användningen av titan inom tandvårdsområdet är mycket lovande, dess förmåga att smälta samman med mänsklig benvävnad är särskilt viktig, vilket ger styrka och soliditet under proteser. Det används ofta vid tillverkning av medicinska instrument.

Uranus

Uranets naturliga oxiderande egenskaper har använts sedan antiken (1:a århundradet f.Kr.) vid tillverkning av gula glasyrer i keramik. En av de mest välkända hållbara metallerna i världen, den är svagt radioaktiv och används vid produktion av kärnbränsle. 1900-talet kallades till och med "Uranus tidsålder". Denna metall har paramagnetiska egenskaper.

Uran är 2,5 gånger tyngre än järn, bildar många kemiska föreningar och dess legeringar med element som tenn, bly, aluminium, kvicksilver och järn används i produktionen.

Volfram

Detta är inte bara den starkaste metallen i världen, utan också mycket sällsynt, som inte ens bryts någonstans, utan erhölls kemiskt redan 1781 i Sverige. Den mest temperaturbeständiga metallen i världen. På grund av sin höga eldfasthet lämpar den sig väl för smide samtidigt som den dras till en tunn tråd.

Dess mest kända användning är som en volframglödtråd i glödlampor. Det används i stor utsträckning för tillverkning av specialverktyg (framtänder, fräsar, kirurgiska) och i smyckesproduktion. På grund av sin egenskap att inte överföra radioaktiva strålar används den för att tillverka behållare för förvaring av kärnavfall. Volframfyndigheter i Ryssland finns i Altai, Chukotka och norra Kaukasus.

Renium

Den fick sitt namn i Tyskland (Rhen), där den upptäcktes 1925, själva metallen har en vit färg. Den bryts både i sin rena form (Kurilöarna) och i utvinning av molybden- och kopparråvaror, men i mycket små mängder.

Den starkaste metallen på jorden är mycket hård och tät, den smälter perfekt. Styrkan är hög och beror inte på temperaturförändringar, nackdelen är den höga kostnaden, giftig för människor. Används inom elektronik- och flygindustrin.

Osmium

Det tyngsta elementet, till exempel ett kilo osmium ser ut som en boll som ligger lätt i handen. Det tillhör platinagruppen av metaller, till ett pris som är flera gånger högre än guld. Namnet fick sitt namn på grund av den dåliga lukten under en kemisk reaktion, som utfördes av den engelske vetenskapsmannen S. Tennant 1803.

Utåt ser det väldigt vackert ut: glänsande silverkristaller med en blå och blå nyans. Det används vanligtvis som tillsats till andra metaller i industrin (metallkeramiska skärare med ökad styrka, blad av medicinska knivar). Dess omagnetiska och hållbara egenskaper används vid tillverkning av högprecisionsinstrument.

Beryllium

Den erhölls av kemisten Paul Lebo i slutet av 1800-talet. Till en början fick denna metall smeknamnet "söt", på grund av dess godismak. Sedan visade det sig att han har andra attraktiva och originella egenskaper, till exempel vill han inte gå in i några kemiska reaktioner med andra grundämnen med sällsynta undantag (halogen).

Den starkaste metallen i världen är både hård, spröd och lätt och samtidigt mycket giftig. Dess exceptionella styrka (till exempel en tråd med en diameter på 1 mm kan motstå vikten av en person) används inom laser- och rymdteknik och kärnenergi.

Nya upptäckter

Vi kan fortsätta att prata om mycket starka metaller, men tekniska framsteg går framåt. Forskare från Kalifornien tillkännagav nyligen för världen uppkomsten av en "flytande metall" (från ordet "flytande"), överlägsen i styrka än titan. Dessutom visade det sig vara superlätt, flexibel och höghållfast. Därför måste forskare skapa och utveckla sätt att använda en ny metall, och i framtiden kanske göra många fler upptäckter.

Det finns många metaller i världen som är desamma när det gäller hårdhet, men alla av dem används inte i stor utsträckning inom industrin. Det kan finnas flera orsaker till detta: sällsynthet och därför höga kostnader, eller radioaktivitet, som förhindrar användning i mänskliga behov. Bland de hårdaste metallerna finns det 6 ledare som har erövrat världen med sina egenskaper.

Metallers hårdhet mäts vanligtvis på Mohs-skalan. Hårdhetsmätmetoden är baserad på utvärdering av reptålighet hos andra metaller. Därmed fastställdes att uran och volfram har den högsta hårdheten. Det finns dock metaller som används mer inom olika områden av livet, även om deras hårdhet inte är den högsta på Mohs-skalan. Därför, när vi avslöjar ämnet för de hårdaste metallerna, skulle det vara fel att inte nämna de välkända titan, krom, osmium och iridium.

På frågan vad som är den hårdaste metallen kommer alla som studerar kemi och fysik i skolan att svara: "Titanium". Naturligtvis finns det legeringar och till och med rena nuggets som överträffar den i styrka. Men bland de som används i vardagen och produktionen har titan ingen like.

Rent titan erhölls först 1925 och förklarades samtidigt vara den hårdaste metallen på jorden. Den började omedelbart användas aktivt inom helt andra produktionsområden - från delar av raketer och flygtransporter till tandimplantat. Förtjänsten med en sådan popularitet av metallen var flera av dess huvudegenskaper: hög mekanisk hållfasthet, motståndskraft mot korrosion och höga temperaturer och låg densitet. På Mohs hårdhetsskalan har titan betyget 4,5, vilket inte är den högsta. Men dess popularitet och engagemang i olika branscher gör den till den första när det gäller hårdhet bland de vanligaste.

Titan är den hårdaste metall som vanligtvis används vid tillverkning.

Mer information om användningen av titan i industrin. Denna metall har ett brett användningsområde:

• Flygindustri - delar till flygplan, gasturbiner, skinn, kraftelement, delar till landningsställ, nitar, etc.;
• Rymdteknik - skinn, detaljer;
• Skeppsbyggnad - fartygsplätering, delar av pumpar och rörledningar, navigationsinstrument, turbinmotorer, ångpannor;
• Maskinteknik - turbinkondensatorer, rör, slitstarka element;
• Olje- och gasindustrin – borrning av rör, pumpar, tryckkärl;
• Automotive - i mekanismerna för ventiler och avgassystem, transmissionsaxlar, bultar, fjädrar;
• Konstruktion - exteriör och interiör beklädnad av byggnader, takmaterial, ljusarmaturer och till och med monument;
• Medicin - kirurgiska instrument, proteser, implantat, fodral för hjärtanordningar;
• Sport - sportutrustning, resetillbehör, cykeldelar.
• Konsumtionsvaror - smycken, prydnadsföremål, trädgårdsredskap, klockor, köksredskap, elektronikfodral och till och med klockor, och läggs också till sammansättningen av färger, kalk, plast och papper.

Det kan ses att titan efterfrågas inom helt andra industriområden på grund av dess fysikaliska och kemiska egenskaper. Även om det inte är den hårdaste metallen i världen på Mohs-skalan, är dess produkter mycket starkare och lättare än stål, slits mindre och är mer motståndskraftiga mot irriterande ämnen.

Titan anses vara den hårdaste bland de aktivt konsumerade metallerna.

Den hårdaste i sin naturliga form är en blåvit metall - krom. Den upptäcktes i slutet av 1700-talet och har använts flitigt i produktionen sedan dess. På Mohs-skalan är hårdheten hos krom 5. Och av goda skäl - det kan skära glas, och i kombination med järn kan det till och med skära metall. Krom används också aktivt inom metallurgi - det läggs till stål för att förbättra dess fysikaliska egenskaper. Användningsspektrumet för krom är mycket varierande. Det används för att tillverka skjutvapen, medicinsk och kemisk bearbetningsutrustning, hushållsartiklar - köksredskap, metalldelar av möbler och till och med ubåtsskrov.

Den högsta hårdheten i sin rena form - krom

Krom används inom olika områden, till exempel för tillverkning av rostfritt stål, eller för beläggning av ytor - förkromning (apparater, bilar, delar, redskap). Ofta används denna metall vid tillverkning av skjutvapen. Också ofta kan denna metall hittas i produktionen av färgämnen och pigment. Ett annat användningsområde kan tyckas överraskande - produktionen av kosttillskott, och i skapandet av teknisk utrustning för kemiska och medicinska laboratorier kan krom inte undvaras.

Osmium och iridium är representanter för platinagruppens metaller och har nästan samma densitet. I sin rena form är de otroligt sällsynta i naturen, och oftast - i en legering med varandra. Iridium har till sin natur en hög hårdhet, vilket gör det svårt att metallbearbeta, både mekaniskt och kemiskt.

Osmium och iridium har den högsta densiteten

Iridium har använts aktivt i industrin relativt nyligen. Tidigare användes det med försiktighet, eftersom dess fysikalisk-kemiska egenskaper inte var helt förstått. Nu används iridium även vid tillverkning av smycken (som inlägg eller i en legering med platina), kirurgiska instrument och delar till pacemakers. Inom medicin är metallen helt enkelt oersättlig: dess biologiska produkter kan hjälpa till att övervinna onkologi, och bestrålning med en radioaktiv isotop kan stoppa tillväxten av cancerceller.

Två tredjedelar av det iridium som bryts i världen går till den kemiska industrin, och resten distribueras bland andra industrier - sputtering inom metallurgisk industri, konsumtionsvaror (element av reservoarpennor, smycken), medicin vid tillverkning av elektroder, element av pacemakers och kirurgiska instrument, samt för förbättring av fysikalisk-kemiska och mekaniska egenskaper hos metaller.

Hårdheten för iridium på Moss-skalan är 5

Osmium är en silvervit metall med en blåaktig nyans. Det upptäcktes efter iridium med ett år, och nu finns det ofta i järnmeteoriter. Förutom hög hårdhet kännetecknas osmium av sin höga kostnad - 1 gram ren metall uppskattas till 10 tusen dollar. En annan av dess egenskaper är dess vikt - 1 liter smält osmium är lika med 10 liter vatten. Det är sant att forskare ännu inte har hittat någon användning för den här egenskapen.

På grund av dess sällsynthet och höga kostnad, används osmium endast där ingen annan metall kan användas. Det har inte använts i stor utsträckning, och det är ingen idé att söka förrän tillgången på metall blir regelbunden. Nu används osmium för att tillverka verktyg som kräver hög precision. Produkter från det slits nästan inte ut och har avsevärd styrka.

Hårdhetsindexet för osmium når 5,5

Ett av de mest kända grundämnena, som är en av de hårdaste metallerna i världen, är uran. Det är en ljusgrå metall med svag radioaktivitet. Uran anses vara en av de tyngsta metallerna - dess specifika vikt är 19 gånger vatten. Den har också relativ plasticitet, formbarhet och flexibilitet, paramagnetiska egenskaper. På Moss-skalan är metallens hårdhet 6, vilket anses vara en mycket hög indikator.

Tidigare användes uran nästan aldrig, och hittades endast som malmavfall vid utvinning av andra metaller - radium och vanadin. Hittills bryts uran i fyndigheter, de viktigaste källorna är Klippiga bergen i USA, Republiken Kongo, Kanada och Sydafrikas unionen.

Trots radioaktiviteten konsumeras uran aktivt av mänskligheten. Det är mest efterfrågat inom kärnenergi - det används som bränsle för kärnreaktorer. Uran används också inom den kemiska industrin och i geologin för att bestämma bergarternas ålder.

Missade inte de otroliga figurerna av specifik vikt och militär ingenjörskonst. Uran används regelbundet för att skapa kärnorna i pansargenomträngande projektiler, som på grund av sin höga styrka gör ett utmärkt jobb.

Uran är den hårdaste metallen, men det är radioaktivt

Toppar vår lista över de hårdaste metallerna på jorden är en briljant silvergrå volfram. På Mohs-skalan har volfram en hårdhet på 6, som uran, men till skillnad från det senare är det inte radioaktivt. Naturlig hårdhet berövar den dock inte flexibiliteten, eftersom volfram är idealisk för att smida olika metallprodukter, och dess motståndskraft mot höga temperaturer gör att den kan användas i belysningsarmaturer och elektronik. Konsumtionen av volfram når inte hög omsättning, och den främsta anledningen till detta är dess begränsade mängd i fyndigheter.

På grund av sin höga densitet används volfram i stor utsträckning vid vapentillverkning för tillverkning av tungviktare och artillerigranater. I allmänhet används volfram aktivt i militärteknik - kulor, motvikter, ballistiska missiler. Den näst mest populära användningen av denna metall är flyg. Motorer, delar av elektrovakuumanordningar är gjorda av det. I konstruktionen används skärverktyg gjorda av volfram. Det är också ett oumbärligt element vid tillverkning av lacker och ljusbeständiga färger, brandsäkra och vattentäta tyger.

Volfram anses vara den mest eldfasta och hållbara

Efter att ha studerat egenskaperna och förbrukningssfärerna för varje metall är det svårt att entydigt säga vad som är den hårdaste metallen i världen, om vi inte bara tar hänsyn till indikatorerna på Mohs-skalan. Var och en av representanterna har ett antal fördelar. Titan, som inte har ultrahög hårdhet, har till exempel tagit en stadig första plats bland de mest använda metallerna. Men uran, vars hårdhet når det högsta märket bland metaller, är inte så populärt på grund av svag radioaktivitet. Och volfram, som inte avger strålning och har den högsta styrkan och mycket god duktilitet, kan inte användas aktivt på grund av begränsade resurser.