Μπορείτε να φανταστείτε τι θα συνέβαινε εάν οι πρόγονοί μας δεν είχαν ανακαλύψει σημαντικά μέταλλα όπως ασήμι, χρυσό, χαλκό και σίδηρο; Πιθανότατα θα ζούσαμε σε καλύβες, χρησιμοποιώντας την πέτρα ως το κύριο εργαλείο μας. Είναι η δύναμη του μετάλλου που έπαιξε σημαντικό ρόλο στη διαμόρφωση του παρελθόντος μας και τώρα λειτουργεί ως το θεμέλιο πάνω στο οποίο χτίζουμε το μέλλον.

Μερικά από αυτά είναι πολύ μαλακά και λιώνουν κυριολεκτικά στα χέρια σας, όπως το πιο ενεργό μέταλλο στον κόσμο. Άλλοι είναι τόσο σκληροί που δεν μπορούν να λυγίσουν, να γρατσουνιστούν ή να σπάσουν χωρίς τη χρήση ειδικού εξοπλισμού.

Και αν σας ενδιαφέρει ποια μέταλλα είναι τα πιο σκληρά και ανθεκτικά στον κόσμο, θα απαντήσουμε σε αυτήν την ερώτηση, λαμβάνοντας υπόψη διάφορες εκτιμήσεις της σχετικής σκληρότητας των υλικών (κλίμακα Mohs, μέθοδος Brinell), καθώς και παραμέτρους όπως:

• Συντελεστής Young: λαμβάνει υπόψη την ελαστικότητα ενός στοιχείου υπό τάση, δηλαδή την ικανότητα ενός αντικειμένου να αντιστέκεται υπό ελαστική παραμόρφωση.
• Αντοχή απόδοσης: καθορίζει τη μέγιστη αντοχή εφελκυσμού ενός υλικού, μετά το οποίο αρχίζει να εμφανίζει όλκιμη συμπεριφορά.
• Αντοχή εφελκυσμού: απόλυτη τάση εφελκυσμού μετά την οποία το υλικό αρχίζει να σπάει.

10. Ταντάλιο

Αυτό το μέταλλο έχει τρία πλεονεκτήματα ταυτόχρονα: είναι ανθεκτικό, πυκνό και πολύ ανθεκτικό στη διάβρωση. Επιπλέον, αυτό το στοιχείο ανήκει στην ομάδα των πυρίμαχων μετάλλων όπως το βολφράμιο. Για να λιώσετε ταντάλιο θα πρέπει να ανάψετε φωτιά σε θερμοκρασία 3 017 ° C.

Το Tantalum χρησιμοποιείται κυρίως στον τομέα των ηλεκτρονικών για την παραγωγή ανθεκτικών πυκνωτών βαρέως τύπου για τηλέφωνα, οικιακούς υπολογιστές, κάμερες, ακόμη και για ηλεκτρονικές συσκευές σε αυτοκίνητα.

9. Βηρύλλιο

Αλλά είναι καλύτερο να μην πλησιάζετε αυτόν τον όμορφο μεταλλικό άνδρα χωρίς προστατευτικό εξοπλισμό. Επειδή το βηρύλλιο είναι πολύ τοξικό και έχει καρκινογόνο και αλλεργική δράση. Εάν εισπνέετε αέρα που περιέχει σκόνη ή ατμούς βηρυλλίου, τότε θα εμφανιστεί νόσος της βηρυλίωσης που επηρεάζει τους πνεύμονες.

Ωστόσο, το βηρύλλιο δεν είναι μόνο επιβλαβές, αλλά και καλό. Για παράδειγμα, προσθέστε μόνο 0,5% βηρύλλιο στο χάλυβα και πάρτε ελατήρια που θα είναι ανθεκτικά ακόμη και αν φέρονται σε κόκκινη θερμότητα. Αντέχουν δισεκατομμύρια κύκλους φορτίου.

Το βηρύλλιο χρησιμοποιείται στην αεροδιαστημική βιομηχανία για τη δημιουργία θερμικών οθονών και συστημάτων καθοδήγησης, για τη δημιουργία πυρίμαχων υλικών. Ακόμη και ο σωλήνας κενού του Large Hadron Collider είναι κατασκευασμένος από βηρύλλιο.

8. Ουρανός

Αυτή η φυσική ραδιενεργή ουσία είναι πολύ διαδεδομένη στον φλοιό της γης, αλλά συγκεντρώνεται σε ορισμένους σχηματισμούς στερεών πετρωμάτων.

Ένα από τα πιο σκληρά μέταλλα στον κόσμο έχει δύο εμπορικά σημαντικές εφαρμογές - πυρηνικά όπλα και πυρηνικούς αντιδραστήρες. Έτσι, τα τελικά προϊόντα της βιομηχανίας ουρανίου είναι βόμβες και ραδιενεργά απόβλητα.

7. Σίδηρος και χάλυβας

Ως καθαρή ουσία, ο σίδηρος δεν είναι τόσο στερεός σε σύγκριση με άλλους συμμετέχοντες στην αξιολόγηση. Αλλά λόγω του ελάχιστου κόστους εξόρυξης, συχνά συνδυάζεται με άλλα στοιχεία για την παραγωγή χάλυβα.

Ο χάλυβας είναι ένα πολύ ισχυρό κράμα σιδήρου και άλλων στοιχείων όπως ο άνθρακας. Αυτό είναι το πιο συχνά χρησιμοποιούμενο υλικό στις κατασκευές, τη μηχανική και άλλες βιομηχανίες. Και ακόμη και αν δεν έχετε καμία σχέση με αυτά, εξακολουθείτε να χρησιμοποιείτε χάλυβα κάθε φορά που κόβετε προϊόντα με μαχαίρι (εκτός αν, φυσικά, είναι κεραμικό).

6. Τιτάνιο

Το τιτάνιο είναι σχεδόν συνώνυμο με τη δύναμη. Έχει εντυπωσιακή ειδική αντοχή (30-35 km), η οποία είναι σχεδόν διπλάσια από το αντίστοιχο χαρακτηριστικό των κραμάτων χάλυβα.

Όντας πυρίμαχο μέταλλο, το τιτάνιο είναι ιδιαίτερα ανθεκτικό στη θερμότητα και την τριβή, επομένως είναι ένα από τα πιο δημοφιλή κράματα. Για παράδειγμα, μπορεί να γίνει κράμα με σίδηρο και άνθρακα.

Εάν χρειάζεστε μια πολύ συμπαγή και ταυτόχρονα πολύ ελαφριά κατασκευή, τότε είναι καλύτερο από μέταλλο να βρείτε τιτάνιο. Αυτό τον καθιστά τη νούμερο ένα επιλογή για τη δημιουργία διαφόρων εξαρτημάτων στην επιστήμη αεροσκαφών και πυραύλων και στη ναυπηγική βιομηχανία.

5. Ρήνιο

Αυτό είναι ένα πολύ σπάνιο και ακριβό μέταλλο, το οποίο, αν και βρίσκεται στη φύση στην καθαρή του μορφή, συνήθως έρχεται με ένα «μείγμα» μολυβδαινίτη.

Εάν το κοστούμι Iron Man κατασκευάστηκε από ρήνιο, θα μπορούσε να αντέξει σε θερμοκρασίες 2000 ° C χωρίς απώλεια αντοχής. Τι θα συνέβαινε στον ίδιο τον Iron Man μέσα από ένα τέτοιο "σόου πυρκαγιάς" θα σιωπούμε.

Η Ρωσία είναι η τρίτη χώρα στον κόσμο όσον αφορά τα φυσικά αποθέματα ρήνου. Αυτό το μέταλλο χρησιμοποιείται στη βιομηχανία πετροχημικών, την ηλεκτρονική και την ηλεκτρολογία, καθώς και για τη δημιουργία κινητήρων και πυραύλων αεροσκαφών.

4. Chrome

Σύμφωνα με την κλίμακα Mohs, η οποία μετρά την αντίσταση των χημικών στοιχείων στις γρατσουνιές, το χρώμιο βρίσκεται στις πέντε πρώτες θέσεις, δεύτερον μόνο μετά από βόριο, διαμάντι και βολφράμιο.

Το Chrome εκτιμάται για την υψηλή αντοχή στη διάβρωση και τη σκληρότητα του. Είναι ευκολότερο στο χειρισμό από ότι τα μέταλλα ομάδας πλατίνας, επιπλέον, είναι πιο συνηθισμένο, επομένως το χρώμιο είναι ένα δημοφιλές στοιχείο που χρησιμοποιείται σε κράματα όπως ο ανοξείδωτος χάλυβας.

Και ένα από τα ισχυρότερα μέταλλα στη Γη χρησιμοποιείται για τη δημιουργία συμπληρωμάτων διατροφής. Φυσικά, δεν θα πάρετε καθαρό χρώμιο μέσα, αλλά η ένωση τροφής του με άλλες ουσίες (για παράδειγμα, πικολινικό χρώμιο).

3. Ιρίδιο

Όπως και το «αδελφό» του όσμιο, το ιρίδιο ανήκει στα μέταλλα της ομάδας πλατίνας και στην εμφάνιση μοιάζει με πλατίνα. Είναι πολύ σκληρό και πυρίμαχο. Για να λιώσετε το ιρίδιο, θα πρέπει να φτιάξετε φωτιά με θερμοκρασίες πάνω από 2000 ° C.

Το Ιρίδιο θεωρείται ένα από τα βαρύτερα μέταλλα στη Γη, καθώς και ένα από τα πιο ανθεκτικά στη διάβρωση στοιχεία.

2. Όσμιο

Αυτό το «σκληρό καρύδι» στον κόσμο των μετάλλων ανήκει στον όμιλο πλατίνας και έχει υψηλή πυκνότητα. Στην πραγματικότητα, είναι το πυκνότερο φυσικό στοιχείο στη Γη (22,61 g / cm3). Για τον ίδιο λόγο, το όσμιο δεν τήκεται στους 3033 ° C.

Όταν γίνεται κράμα με άλλα μέταλλα ομάδας πλατίνας (όπως ιρίδιο, πλατίνα και παλλάδιο), μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε πολλές διαφορετικές περιοχές όπου απαιτείται σκληρότητα και ανθεκτικότητα. Για παράδειγμα, για τη δημιουργία δοχείων για την αποθήκευση πυρηνικών αποβλήτων.

1. Βολφράμιο

Το πιο ανθεκτικό μέταλλο που υπάρχει στη φύση. Αυτό το σπάνιο χημικό στοιχείο είναι επίσης το πιο πυρίμαχο μέταλλο (3422 ° C).

Ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά με τη μορφή οξέος (τριοξείδιο του βολφραμίου) το 1781 από τον Σουηδό χημικό Karl Scheele. Περαιτέρω έρευνα οδήγησε δύο Ισπανούς επιστήμονες, τον Juan José και τον Fausto d'Eljujar, να ανακαλύψουν το οξύ από το ορυκτό βολφράμιο, από το οποίο στη συνέχεια απομόνωσαν το βολφράμιο με κάρβουνο.

Εκτός από την ευρεία χρήση του σε λαμπτήρες πυρακτώσεως, η ικανότητα του βολφραμίου να λειτουργεί σε ακραία θερμότητα το καθιστά ένα από τα πιο ελκυστικά στοιχεία για τη βιομηχανία όπλων. Κατά τον Δεύτερο Παγκόσμιο Πόλεμο, αυτό το μέταλλο έπαιξε σημαντικό ρόλο στην έναρξη οικονομικών και πολιτικών σχέσεων μεταξύ των ευρωπαϊκών χωρών.

Το βολφράμιο χρησιμοποιείται επίσης για την κατασκευή σκληρών κραμάτων, και στην αεροδιαστημική βιομηχανία - για την κατασκευή ακροφυσίων πυραύλων.

Πίνακας αντοχής εφελκυσμού μετάλλων

Κράματα έναντι μετάλλων

Τα κράματα είναι συνδυασμοί μετάλλων και ο κύριος λόγος για τη δημιουργία τους είναι η απόκτηση ενός πιο ανθεκτικού υλικού. Το πιο σημαντικό κράμα είναι ο χάλυβας, ο οποίος είναι ένας συνδυασμός σιδήρου και άνθρακα.

Όσο υψηλότερη είναι η αντοχή του κράματος, τόσο το καλύτερο. Και ο συνηθισμένος χάλυβας εδώ δεν είναι «πρωταθλητής». Ιδιαίτερα ελπιδοφόρα είναι κράματα μεταλλουργίας που βασίζονται σε χάλυβα βαναδίου: αρκετές εταιρείες παράγουν επιλογές με αντοχή εφελκυσμού έως 5205 MPa.

Και το πιο ανθεκτικό και σκληρότερο από βιοσυμβατά υλικά αυτή τη στιγμή είναι ένα κράμα τιτανίου με χρυσό β-Ti3Au.

Δες το βίντεο: 10 Πράγματα Που Είναι Φοβερά Μεγαλύτερα Απ Ότι Πιστεύετε! (Νοέμβριος 2024).