Кой метал се счита за най-издръжлив? Най-твърдите метали в света Най-здравият метал на земята топ 10

Когато става въпрос за най-здравия метал в света, мнозина сигурно си представят страхотен войн в броня и с меч от дамаска стомана. Стоманата обаче далеч не е най-здравият метал в света, тъй като се произвежда чрез легиране на желязо с въглерод и други добавки. Най-твърдият от чистите метали се счита титан!
Има две различни версии за произхода на името на този метал. Някои казват, че сребристото вещество започнало да се нарича така в чест на кралицата на феите Титания(от германската митология). В крайна сметка, освен че е много издръжлив метал, той е и невероятно лек. Други са склонни да вярват, че металът е получил името си благодарение на титаните - силните и могъщи деца на богинята на Земята Гея. Както и да е, и двете версии изглеждат доста красиви и поетични и имат право да съществуват.

Титанът е открит от двама учени наведнъж: германецът M.G. Klaptor и англичанинът W. Gregor. Такова откритие с разлика от шест години е направено в края на 18 век, след което веществото веднага е добавено в периодичната таблица. Там взе 22-ри сериен номер.

Вярно е, че поради своята крехкост металът не е бил използван дълго време. Едва през 1925 г., след като преминаха през серия от експерименти, химиците успяха да получат чист титан, който се превърна в истински пробив в историята на човечеството. Металът се оказа много технологично напреднал с ниска плътност, висока специфична якост и устойчивост на корозия, както и висока якост при високи температури.

По отношение на механичната якост титанът е шест пъти по-голям от якостта на алуминия. Ето защо списъкът с възможни приложения на титана е безкраен. Използва се в медицината за остеопротезиране, във военната индустрия (за създаване на корпус на подводници, броня в авиацията и ядрената технология). Металът също се е доказал в спорта и бижутата, както и в производството на мобилни телефони.

Видео:

Между другото, по отношение на разпространението на земята най-здравият метал в света заема десета позиция. Находищата му се намират в Южна Африка, Китай, Украйна, Япония и Индия.

Въпреки че, съдейки по последните открития в областта на химията, с течение на времето титанът ще трябва да даде титлата супер метал на друг представител. Неотдавна учените изобретиха вещество, по-здраво от метала. Това е "течен метал", или преведено като "течност". Чудодейната субстанция вече се е доказала като неръждаема и безупречна за отливане. И въпреки че човечеството все още има много работа, за да се научи как да използва напълно новия метал, може би бъдещето ще принадлежи на него.

Когато се спомене думата „метал“, вероятно всеки си представя във въображението си твърд, издръжлив и свръхздрав лист желязо, който не може просто да се огъне или счупи. Въпреки това, металите са много различни. И ако се чудите кой метал е най-здравият в света, тогава ние ще ви предоставим надежден отговор и ще ви разкажем за такъв метал. Това е сребристо-бял материал, наречен "титан".

Отворено от кого и кога?

Двама учени работиха върху откриването на този метал наведнъж - англичанинът У. Грегъри и германецът М. Клаптор. Те откриват този елемент в края на осемнадесети век, но с интервал от шест години. В периодичната таблица титанът се появява под двадесет и втория сериен номер веднага след откриването на метала от учените. Въпреки това, поради високата си крехкост, титанът не се използва дълго време. И през 1925г Холандски физици направиха истинско откритие, изолирайки най-чистия титан, който съчетава много предимства. Металът се отличава с високата си технологичност, отлична специфична якост, устойчивост на корозия и невероятна здравина при излагане на високи температури.

Основни характеристики на титана

Най-здравият метал в света, създаден от учени през 1925 г., е невероятно пластичен, което прави възможно създаването на листове, пръти, ленти, тръби, тел и фолио от него. По отношение на твърдостта титанът е четири пъти по-твърд от желязото и медта, а също и в този параметър титанът е дванадесет пъти по-здрав от алуминия. Продуктите от титан запазват здравината си дори когато са изложени на високи температури. Титановите части могат да служат дълго време под въздействието на свръхвисоки натоварвания.

Освен това най-здравият метал на Земята има отлични антикорозионни характеристики. Например титаниева плоча, поставена в морска вода, не е била изложена на ръжда в продължение на десет години. Инженерите по електротехника и радиоелектроника имат повишен интерес към този метал - и всичко това, защото най-здравият метал в света има значително електрическо съпротивление и се отличава с немагнитни свойства.

Защо този метал се нарича "титан"?

Има две версии за произхода на името му. Според една от тях се смята, че сребристобелият метал е кръстен на кралицата на феите Титания, която е известна от германската митология. И всичко това, защото материалът, в допълнение към високата си якост, е и невероятно лек. Според друга версия металът е кръстен на могъщите деца на богинята Гея – титаните. Трудно е да се прецени коя от тези версии е по-правдоподобна, но може да се отбележи, че всяка от тях е забележителна и има място да бъде.

Приложение на титан

Използването на сребърен метал е доста широко разпространено. Използва се във военната индустрия (конструиране на ракети, броня за самолети, корпуси за подводници и др.), медицина (протезиране), автомобилостроене, селскостопанска индустрия, производство на мобилни телефони и производство на бижута.

Още по-лек и по-издръжлив

Съвсем наскоро калифорнийски учени съобщиха на света, че са открили най-лекия и здрав метал. Това е течен метал, който е създаден от смес от графенов оксид и лиофилизиран въглерод. Течният метал вече получи висока оценка от експерти и се утвърди като идеален материал за отливки и неръждаема стомана.

Новият метал е толкова лек, че листенцата на цветята могат лесно да го държат. Както знаете, графенът се отличава не само със своята лекота и висока якост, но и с отличната си гъвкавост. Ето защо учените днес развиват разработки в посока създаване на ултра леки материали и може би в близко бъдеще пред човечеството ще се появят още по-уникални материали.

От детството знаем, че най-здравият метал е стоманата. Всичко желязо свързваме с него.

Железният човек, желязната лейди, стоманен характер. Когато произнасяме тези фрази, имаме предвид невероятна сила, сила, твърдост.

Дълго време стоманата е основният материал в производството и въоръжението. Но стоманата не е метал. По-точно не е изцяло чист метал. Това е с въглерод, в който присъстват други метални добавки. Чрез използване на добавки, напр. промени свойствата си. След това се обработва. Производството на стомана е цяла наука.

Най-здравият метал се получава чрез въвеждане на подходящи сплави в стоманата. Това може да бъде хром, който придава устойчивост на топлина, никел, който прави стоманата твърда и еластична и т.н.

В някои области стоманата започна да замества алуминия. Времето минаваше, скоростите се увеличаваха. Алуминият също не издържа. Трябваше да се обърна към титан.

Да, да, титанът е най-здравият метал. За да даде на стоманата висока якост, към нея започна да се добавя титан.

Открит е през 18 век. Поради неговата крехкост беше невъзможно да се използва. С течение на времето, след като са получили чист титан, инженерите и дизайнерите се интересуват от неговата висока специфична якост, ниска плътност, устойчивост на корозия и високи температури. Неговата физическа сила надвишава силата на желязото няколко пъти.

Инженерите започнаха да добавят титан към стоманата. Резултатът е най-издръжливият метал, намерил приложение в среда с ултрависока температура. По това време никоя друга сплав не можеше да им устои.

Ако си представите самолет, който лети три пъти по-бързо, можете да си представите как се нагрява покриващият метал. Ламарината на обшивката на самолета при такива условия се нагрява до +3000C.

Днес титанът се използва неограничено във всички области на производството. Това са медицината, самолетостроенето, корабостроенето.

Ясно е, че титанът ще трябва да се движи в близко бъдеще.

Учени от САЩ в лабораториите на Тексаския университет в Остин откриха най-тънкия и издръжлив материал на Земята. Нарекоха го графен.

Представете си плоча, чиято дебелина е равна на дебелината на един атом. Но такава плоча е по-здрава от диаманта и провежда електрически ток сто пъти по-добре от компютърните чипове, направени от силиций.

Графенът е материал с вредни свойства. Скоро ще напусне лабораторията и с право ще заеме мястото си сред най-издръжливите материали във Вселената.

Дори е невъзможно да си представим, че няколко грама графен биха били достатъчни, за да покрият футболно игрище. Това е метал. Тръбите, изработени от такъв материал, могат да се полагат ръчно без използване на повдигащи и транспортни механизми.

Графенът, подобно на диаманта, е най-чистият въглерод. Неговата гъвкавост е невероятна. Този материал се огъва лесно, сгъва се перфектно и се навива перфектно.

Производителите на сензорни екрани, слънчеви панели, мобилни телефони и накрая супер бързи компютърни чипове вече са започнали да го разглеждат.

Можете ли да си представите какво щеше да се случи, ако нашите предци не бяха открили важни метали като сребро, злато, мед и желязо? Вероятно все още ще живеем в колиби, използвайки камък като наш основен инструмент. Силата на метала е тази, която изигра важна роля в оформянето на нашето минало и сега работи като основа, върху която изграждаме бъдещето.

Някои от тях са много меки и буквално се топят в ръцете, като... Други са толкова твърди, че не могат да бъдат огънати, надраскани или счупени без използването на специални инструменти.

И ако се чудите кои метали са най-твърдите и издръжливи в света, ние ще отговорим на този въпрос, като вземем предвид различни оценки на относителната твърдост на материалите (скала на Моос, метод на Бринел), както и параметри като:

• Модул на Йънг: взема предвид еластичността на опън на даден елемент, тоест способността на обекта да устои на еластична деформация.
• Якост на провлачване: Определя максималната якост на опън на материала, след която той започва да проявява пластично поведение.
• Якост на опън: ограничаващото механично напрежение, над което материалът започва да се разпада.

Този метал има три предимства: той е издръжлив, плътен и много устойчив на корозия. Освен това този елемент принадлежи към групата на огнеупорните метали като волфрама. За да разтопите тантал, ще трябва да запалите огън при температура от 3017 °C.

Танталът се използва предимно в сектора на електрониката за производство на дълготрайни, тежки кондензатори за телефони, домашни компютри, фотоапарати и дори електронни устройства в автомобили.

Но е по-добре да не се доближавате до тази метална красота без защитно оборудване. Тъй като берилият е силно токсичен и има канцерогенни и алергични ефекти. Ако вдишвате въздух, съдържащ берилиев прах или пари, ще възникне берилийна болест, която засяга белите дробове.

Берилият обаче е не само вреден, но и полезен. Например, добавете само 0,5% берилий към стоманата и ще получите пружини, които ще останат еластични дори когато се нагреят до червено. Те могат да издържат милиарди цикли на натоварване.

Берилият се използва в космическата индустрия за създаване на топлинни щитове и системи за насочване, както и за създаване на огнеустойчиви материали. И дори вакуумната тръба на Големия адронен колайдер е направена от берилий.

Това естествено срещащо се радиоактивно вещество е много широко разпространено в земната кора, но е концентрирано в определени твърди скални образувания.

Един от най-твърдите метали в света, той има две търговски значими приложения - ядрени оръжия и ядрени реактори. Така крайните продукти на урановата индустрия са бомби и радиоактивни отпадъци.

Като чисто вещество желязото не е толкова трудно, колкото другите участници в класацията. Но поради минималните си разходи за добив, той често се комбинира с други елементи за производството на стомана.

Стоманата е много здрава сплав, направена от желязо и други елементи като въглерод.  Това е най-често използваният материал в строителството, машиностроенето и други индустрии. И дори да нямате нищо общо с тях, все още използвате стомана всеки път, когато режете храна с нож (освен ако не е керамичен, разбира се).

Титанът на практика е синоним на здравина. Има впечатляваща специфична якост (30-35 km), която е почти два пъти по-висока от тази на легираните стомани.

Тъй като е огнеупорен метал, титанът е силно устойчив на топлина и абразия, поради което е една от най-популярните сплави. Например, той може да бъде легиран с желязо и въглерод.

Ако имате нужда от много твърда и в същото време много лека структура, тогава не можете да намерите по-добър метал от титана. Това го прави избор номер едно за създаване на различни части в самолетната, ракетната и корабостроителната индустрия.

Това е много, което, въпреки че се среща в природата в чист вид, обикновено е „придатък“ - примес към молибденита.

Ако костюмът на Железния човек беше направен от рений, той можеше да издържи на температури от 2000°C, без да загуби здравина. Ще мълчим какво би се случило със самия Железен човек в костюма след такова „огнено шоу“.

Русия е третата страна в света по природни запаси от рений. Този метал се използва в нефтохимическата промишленост, електрониката и електротехниката, както и в авиационни и ракетни двигатели.

По скалата на Моос, която измерва устойчивостта на химически елементи към надраскване, хромът е в челната петица, след бор, диамант и волфрам.

Хромът е ценен заради високата си устойчивост на корозия и твърдост. Той е по-лесен за обработка от металите от платиновата група и е по-изобилен, поради което хромът е популярен елемент, използван в сплави като неръждаема стомана.

А един от най-здравите метали на Земята се използва при създаването на хранителни добавки. Разбира се, няма да поглъщате чист хром, а диетична комбинация от него с други вещества (например хромов пиколинат).

Подобно на своя „брат” осмий, иридият принадлежи към металите от групата на платината и на външен вид прилича на платината. Той е много твърд и огнеупорен. За да разтопите иридий, ще трябва да запалите огън над 2000 °C.

Иридият се счита за един от, както и за един от най-устойчивите на корозия елементи.

Този „здрав орех“ в света на металите принадлежи към групата на платината и има висока плътност. Всъщност това е най-плътният естествен елемент на Земята (22,61 g/cm3). По същата причина осмият не се топи до 3033 °C.

Когато се легира с други метали от платиновата група (като иридий, платина и паладий), може да се използва в много различни приложения, където са необходими твърдост и издръжливост. Например да се създадат контейнери за съхранение на ядрени отпадъци.

1. Волфрам

Най-здравият метал, открит в природата. Този рядък химичен елемент е и най-огнеупорният от металите (3422 °C).

За първи път е открит под формата на киселина (волфрамов триоксид) през 1781 г. от шведския химик Карл Шееле. По-нататъшни изследвания довеждат двама испански учени, Хуан Хосе и Фаусто д'Елухар, до откриването на киселина от минерала волфрамит, от който впоследствие изолират волфрам с помощта на въглен.

В допълнение към широкото му използване в лампи с нажежаема жичка, способността на волфрама да работи при екстремни горещини го прави един от най-привлекателните елементи за оръжейната индустрия. По време на Втората световна война този метал играе важна роля в началото на икономическите и политически отношения между европейските страни.

Волфрамът също се използва за производство на карбид и в космическата индустрия за производство на ракетни дюзи.

Таблица на якостта на опън на металите

Метал	Обозначаване	Якост на опън, MPa
Водя	Pb	18
Калай	сн	20
Кадмий	Cd	62
Алуминий	Ал	80
	Бъда	140
Магнезий	Mg	170
Мед	Cu	220
Кобалт	Co	240
Желязо	Fe	250
Ниобий	Nb	340
никел	Ni	400
	Ти	600
Молибден	мо	700
Цирконий	Zr	950
Волфрам	У	1200

Сплави срещу метали

Сплавите са комбинации от метали и основната причина за създаването им е да се създаде по-здрав материал. Най-важната сплав е стоманата, която е комбинация от желязо и въглерод.

Колкото по-висока е якостта на сплавта, толкова по-добре. И обикновената стомана не е „шампионът“ тук. Сплавите на базата на ванадиева стомана изглеждат особено обещаващи за металурзите: няколко компании произвеждат опции с якост на опън до 5205 MPa.

А най-издръжливите и най-твърдите биосъвместими материали в момента е титаниево-златната сплав β-Ti3Au.

Когато става въпрос за твърд и издръжлив метал, във въображението си човек веднага си представя воин с меч и броня. Е, или със сабя и определено от дамаска стомана. Но стоманата, макар и издръжлива, не е чист метал; тя се произвежда чрез легиране на желязо с въглерод и някои други метални добавки. И, ако е необходимо, стоманата се обработва, за да промени свойствата си.

Лек, издръжлив сребристо-бял метал

Всяка от добавките, било то хром, никел или ванадий, отговаря за определено качество. Но за здравина се добавя титан - получават се най-твърдите сплави.

Според една версия металът е получил името си от титаните, могъщите и безстрашни деца на богинята на Земята Гея. Но според друга версия сребристото вещество е кръстено на кралицата на феите Титания.

Титанът е открит от немски и английски химици Грегор и Клапрот независимо един от друг, с разлика от шест години. Това се случи в края на 18 век. Веществото веднага зае мястото си в периодичната таблица на Менделеев. Три десетилетия по-късно е получена първата проба от метален титан. И металът не е бил използван доста дълго време поради неговата крехкост. Точно до 1925 г. - тогава след поредица от експерименти по йодидния метод е получен чист титан. Откритието беше истински пробив. Титан се оказа технологично напреднал и дизайнерите и инженерите веднага му обърнаха внимание. И сега металът се получава от руда главно чрез магнезиево-термичен метод, който беше предложен през 1940 г.

Ако се докоснем до физичните свойства на титана, можем да отбележим неговата висока специфична якост, якост при високи температури, ниска плътност и устойчивост на корозия. Механичната якост на титана е два пъти по-висока от тази на желязото и шест пъти по-висока от тази на алуминия. При високи температури, където леките сплави вече не работят (на базата на магнезий и алуминий), титаниевите сплави идват на помощ. Например, самолет на височина 20 километра достига скорост три пъти по-висока от скоростта на звука. А температурата на тялото му е около 300 градуса по Целзий. Само титанова сплав може да издържи на такива натоварвания.

Металът се нарежда на десето място по отношение на разпространението в природата. Титан се добива в Южна Африка, Русия, Китай, Украйна, Япония и Индия. И това не е пълен списък на страните.

Титанът е най-здравият и лек метал в света

Списъкът с възможности за използване на метал е респектиращ. Това са военната индустрия, остеопротезите в медицината, бижутата и спортните продукти, платките за мобилни телефони и много други. Дизайнерите на ракети, самолети и кораби непрекъснато хвалят титана. Дори химическата промишленост не е оставила метала без внимание. Титанът е отличен за отливане, защото контурите при отливане са прецизни и имат гладка повърхност. Подреждането на атомите в титана е аморфно. А това гарантира висока якост на опън, якост, отлични магнитни свойства.

Твърди метали с най-висока плътност

Някои от най-твърдите метали също са осмий и иридий. Това са вещества от групата на платината, те имат най-висока, почти идентична, плътност.

Иридият е открит през 1803 г. Металът е открит от химик от Англия, Смитсън Тенат, докато изучава естествената платина от Южна Америка. Между другото, "иридий" се превежда от старогръцки като "дъга".

Най-твърдият метал е доста труден за получаване, тъй като почти липсва в природата. И често металът се намира в метеорити, паднали на земята. Според учените на нашата планета съдържанието на иридий трябва да е много по-високо. Но поради свойствата на метала - сидерофилността - той се намира в самите дълбини на земните недра.

Иридият е доста труден за термична и химична обработка. Металът не реагира с киселини, дори комбинации от киселини при температури под 100 градуса. В същото време веществото е обект на окислителни процеси в царска вода (това е смес от солна и азотна киселина).

Изотопът иридий 193 m 2 представлява интерес като източник на електрическа енергия, тъй като периодът на полуразпад на метала е 241 години. Иридият е намерил широко приложение в палеонтологията и индустрията. Използва се за изработване на перца за химикалки и за определяне на възрастта на различни слоеве на земята.

Но осмият е открит година по-късно от иридия. Този твърд метал е намерен в химическия състав на утайка от платина, която е разтворена в царска вода. И името "осмий" идва от древногръцката дума за "мирис". Металът не е подложен на механично напрежение. Освен това един литър осмий е няколко пъти по-тежък от десет литра вода. Този имот обаче все още не е използван.

Осмият се добива в американски и руски мини. Неговите залежи са богати и в Южна Африка. Доста често металът се среща в железни метеорити. Интерес за специалистите представлява осмий-187, който се изнася само от Казахстан. Използва се за определяне на възрастта на метеоритите. Струва си да се отбележи, че само един грам от изотопа струва 10 хиляди долара.

Е, осмият се използва в индустрията. И не в чиста форма, а под формата на твърда сплав с волфрам. Произвежда се от веществото на лампи с нажежаема жичка. Осмият е катализатор при производството на амоняк. Режещите части за хирургически нужди рядко се правят от метал.

Най-твърдият чист метал

Най-твърдият от най-чистите метали на планетата е хромът. Отлично се поддава на механична обработка. Синкавобелият метал е открит през 1766 г. в околностите на Екатеринбург. Тогава минералът е наречен "сибирско червено олово". Съвременното му име е крокоит. Няколко години след откритието, а именно през 1797 г., френският химик Вокелин изолира нов метал от метала, вече огнеупорен. Експертите днес смятат, че полученото вещество е хромов карбид.

Името на този елемент произлиза от гръцкото „цвят“, тъй като самият метал е известен с разнообразието от цветове на неговите съединения. Хромът е доста лесен за намиране в природата и е често срещан. Можете да намерите метала в Южна Африка, която е на първо място по производство, както и в Казахстан, Зимбабве, Русия и Мадагаскар. Има находища в Турция, Армения, Индия, Бразилия и Филипините. Специалистите особено ценят някои съединения на хрома - хромова желязна руда и крокоит.

Най-твърдият метал в света е волфрамът

Волфрамът е химичен елемент, който е най-твърд в сравнение с други метали. Неговата точка на топене е необичайно висока, по-висока само за въглерода, но той не е метален елемент.

Но естествената твърдост на волфрама в същото време не го лишава от гъвкавост и гъвкавост, което ви позволява да изковавате всички необходими части от него. Именно неговата гъвкавост и топлоустойчивост правят волфрама идеален материал за топене на малки части от осветителни тела и телевизионни части, например.

Волфрамът се използва и в по-сериозни области, например в производството на оръжия - за производство на противотежести и артилерийски снаряди. Волфрамът дължи това на високата си плътност, което го прави основното вещество на тежките сплави. Плътността на волфрама е близка до тази на златото - само няколко десети правят разликата.

В сайта можете да прочетете кои метали са най-меки, как се използват и какво се прави от тях.
Абонирайте се за нашия канал в Yandex.Zen