Mi a legerősebb fém a földön. Mi a neve a világ legerősebb fémének? fém jellemzői. Ki és mikor nyitotta meg
fém üveg
A California Institute of Technology szakemberei a tulajdonságaiban egyedülálló anyagot kaptak - ez az eddigi legtartósabb ötvözet - "fémes üveg". Az új ötvözet egyedisége, hogy a fémüveg fémből készül, de üveg belső szerkezete van. Ma a tudósok kitalálják, hogy pontosan mi adja az ötvözet ilyen szokatlan tulajdonságait, és hogyan lehet ezeket olcsóbb anyagokból ötvözetekbe bevinni.
Az üveg amorf szerkezete, ellentétben a fém kristályos szerkezetével, nincs védve a repedések terjedésétől, ami megmagyarázza az üveg törékenységét. Ugyanez a hátránya a fémüvegeknek is, amelyek szintén meglehetősen könnyen tönkremennek, nyírószalagokat képezve, amelyek repedésekké fejlődnek.
Ötvözet tulajdonságai
A California Institute szakemberei észrevették, hogy a nagyszámú nyírószalag megjelenése nagy ellenállást ad a repedések kialakulásával szemben, aminek köszönhetően az ellenkező hatás érhető el: az anyag törés nélkül meghajlik. Ezt az anyagot hozták létre, amelynek a nyírószalagok energiája sokkal kisebb, mint a repedésekhez szükséges energia. „Öt elem összekeverésével biztosítottuk, hogy lehűléskor az anyag „nem tudja”, melyik szerkezetet vegye fel, és egy amorft választ” – magyarázta R. Ritchie, a vizsgálat egyik résztvevője.
fémes üveg
A legtartósabb ötvözet - fémüveg - nemes palládiumból, szilíciumból, foszforból, germániumból áll, kis mennyiségű ezüst hozzáadásával (képlet: Pd79Ag3.5P6Si9.5Ge2).
Az új ötvözet egymást kölcsönösen kizáró tulajdonságok – szilárdság és tartósság – kombinációjaként mutatta meg magát a teszteken, olyan szinten, amilyenre más anyagoknál korábban nem volt példa. Ennek eredményeként az új fémüveg egyesíti az üveg keménységét a fémek repedésállóságával. Ezenkívül a merevség és a szilárdság szintje elérhető.
Anyaghasználat
A szerkezeti fémek esetében a tanulmány jelentősen kitolta a terheléstűrés határait. A tudósok szerint azonban a legtartósabb ötvözetet fő összetevője - a palládium - ritkasága és magas költsége miatt nem használják széles körben. A fejlesztők azonban beszámoltak ennek az anyagnak az orvosi implantátumokban való lehetséges felhasználásáról (például intramaxilláris protézisekhez), valamint az autóiparban vagy a repülőgépiparban használt alkatrészekben.
A minket körülvevő világ még mindig tele van sok rejtéllyel, de még a tudósok által régóta ismert jelenségek és anyagok sem szűnnek meg ámulatba ejteni és gyönyörködni. Csodáljuk az élénk színeket, élvezzük az ízeket és felhasználjuk mindenféle anyag tulajdonságait, amelyek kényelmesebbé, biztonságosabbá és élvezetesebbé teszik életünket. A legmegbízhatóbb és legerősebb anyagokat keresve az ember sok izgalmas felfedezést tett, és Ön előtt mindössze 25 ilyen egyedi vegyületből álló válogatás áll!
25. Gyémántok
Ha nem mindenki, de ezt szinte mindenki biztosan tudja. A gyémántok nemcsak az egyik legtiszteltebb drágakő, hanem a Föld egyik legkeményebb ásványa is. A Mohs-skálán (a keménységi skála, amelyen egy ásvány karcolásra való reakciója ad értékelést) a gyémánt a 10. sorban szerepel. A skálán 10 pozíció található, és a 10. az utolsó és legnehezebb fokozat. A gyémántok olyan kemények, hogy csak más gyémántokkal karcolhatók meg.
24. A Caaerostris darwini pókfaj csapdázóhálói
Fotó: pixabay
Nehéz elhinni, de a Caerostris darwini pók (vagy Darwin pók) hálózata erősebb az acélnál és keményebb, mint a Kevlar. Ezt a hálót a világ legkeményebb biológiai anyagaként ismerték el, bár most van potenciális versenytársa, de az adatokat még nem erősítették meg. A pókszálat olyan jellemzőkre tesztelték, mint a szakítószilárdság, az ütőszilárdság, a szakítószilárdság és a Young-modulus (az anyagnak az a tulajdonsága, hogy ellenáll a nyúlásnak, a rugalmas deformáció során történő összenyomásnak), és mindezen mutatókban a háló elképesztő módon megmutatta magát. Ráadásul a Darwin-pók csapdahálója hihetetlenül könnyű. Például, ha bolygónkat beburkoljuk Caaerostris darwini rosttal, akkor egy ilyen hosszú cérna súlya mindössze 500 gramm lesz. Ilyen hosszú hálózatok nem léteznek, de az elméleti számítások egyszerűen elképesztőek!
23. Aerografit
Fotó: BrokenSphere
Ez a szintetikus hab az egyik legkönnyebb rostos anyag a világon, és csak néhány mikron átmérőjű széncsövek hálózata. Az aerografit 75-ször könnyebb, mint a polisztirol, ugyanakkor sokkal erősebb és rugalmasabb. Eredeti méretének 30-szorosára összenyomható anélkül, hogy rendkívül rugalmas szerkezetét károsítaná. Ennek a tulajdonságnak köszönhetően az airgrafithab a saját súlyának 40 000-szeresét is elviseli.
22. Palládium fémüveg
Fotó: pixabay
A California Institute of Technology és a Berkeley Lab (California Institute of Technology, Berkeley Lab) tudóscsoportja új típusú fémüveget fejlesztett ki, amely az erő és a rugalmasság szinte tökéletes kombinációját ötvözi. Az új anyag egyediségének oka abban rejlik, hogy kémiai szerkezete sikeresen elfedi a meglévő üveges anyagok ridegségét, miközben megtartja a magas tartóssági küszöböt, ami végső soron jelentősen megnöveli ennek a szintetikus szerkezetnek a kifáradási szilárdságát.
21. Volfrámkarbid
Fotó: pixabay
A volfrámkarbid hihetetlenül kemény anyag, nagy kopásállósággal. Bizonyos körülmények között ez a vegyület nagyon törékenynek tekinthető, de nagy terhelés esetén egyedülálló műanyag tulajdonságokat mutat, amelyek csúszószalagok formájában nyilvánulnak meg. Mindezen tulajdonságoknak köszönhetően a volfrámkarbidot páncéltörő hegyek és különféle berendezések gyártásához használják, beleértve mindenféle vágót, csiszolótárcsát, fúrót, vágót, fúrószárat és egyéb vágószerszámot.
20. Szilícium-karbid
Fotó: Tiia Monto
A szilícium-karbid a harckocsik gyártásához használt egyik fő anyag. Ez a vegyület alacsony költségéről, kiemelkedő tűzállóságáról és nagy keménységéről ismert, ezért gyakran használják olyan berendezések vagy felszerelések gyártására, amelyeknek el kell terelnie a golyókat, vágni vagy csiszolni más kemény anyagokat. A szilícium-karbid kiváló csiszolóanyagokat, félvezetőket és még gyémántokat utánzó ékszerbetéteket is készít.
19. Köbös bór-nitrid
Fotó: wikimedia commons
A köbös bór-nitrid egy szuperkemény anyag, keménysége hasonló a gyémánthoz, de számos megkülönböztető előnnyel is rendelkezik - magas hőmérsékleti stabilitás és vegyszerállóság. A köbös bór-nitrid még magas hőmérséklet hatására sem oldódik vasban és nikkelben, míg a gyémánt ilyen körülmények között meglehetősen gyorsan lép kémiai reakciókba. Valójában ez előnyös az ipari csiszolószerszámokban való felhasználása szempontjából.
18. Ultra nagy molekulatömegű polietilén (UHMWPE), Dyneema szál márka
Fotó: Justsail
A nagy modulusú polietilén rendkívül magas kopásállósággal, alacsony súrlódási együtthatóval és nagy törésállósággal rendelkezik (alacsony hőmérsékleti megbízhatóság). Ma a világ legerősebb rostos anyagának tartják. A legcsodálatosabb ebben a polietilénben az, hogy könnyebb, mint a víz, és egyben képes megállítani a golyókat! A Dyneema szálakból készült kábelek és kötelek nem süllyednek el a vízben, nem igényelnek kenést, és nem változtatják meg tulajdonságaikat nedves állapotban, ami nagyon fontos a hajóépítéshez.
17. Titánötvözetek
Fotó: Alchemist-hp (pse-mendelejew.de)
A titánötvözetek hihetetlenül képlékenyek, és nyújtáskor elképesztő erőt mutatnak. Ezen kívül magas hőállósággal és korrózióállósággal rendelkeznek, ami rendkívül hasznossá teszi őket olyan területeken, mint a repülőgépgyártás, rakétagyártás, hajógyártás, vegyipar, élelmiszeripar és szállítástechnika.
16. Folyékony fémötvözet
Fotó: pixabay
Ezt az anyagot 2003-ban fejlesztették ki a California Institute of Technology-ban, és erősségéről és tartósságáról híres. A vegyület nevéhez valami rideg és folyékony dolog kapcsolódik, de szobahőmérsékleten valójában szokatlanul kemény, kopásálló, nem fél a korróziótól és melegítés hatására átalakul, mint a hőre lágyuló műanyagok. Az eddigi fő alkalmazási területek az órák, golfütők és mobiltelefonok (Vertu, iPhone) borítóinak gyártása.
15. Nanocellulóz
Fotó: pixabay
A nanocellulózt farostokból izolálják, és egy új típusú faanyag, amely még az acélnál is erősebb! Ráadásul a nanocellulóz olcsóbb is. Az innovációban nagy lehetőségek rejlenek, és a jövőben komolyan versenyezhet az üveg- és szénszálas termékekkel. A fejlesztők úgy vélik, hogy hamarosan nagy kereslet lesz erre az anyagra a katonai páncélok, szuperrugalmas képernyők, szűrők, rugalmas akkumulátorok, abszorbens aerogélek és bioüzemanyagok gyártásában.
14. "tengeri csészealj" típusú csigák fogai
Fotó: pixabay
Korábban már meséltünk a darwini pók csapdahálójáról, amelyet egykor a bolygó legtartósabb biológiai anyagaként ismertek el. Egy nemrégiben készült tanulmány azonban kimutatta, hogy a sánt a tudomány által ismert legtartósabb biológiai anyag. Igen, ezek a fogak erősebbek, mint a Caaerostris darwini hálója. És ez nem meglepő, mert az apró tengeri lények durva sziklák felszínén növekvő algákkal táplálkoznak, és ezeknek az állatoknak keményen kell dolgozniuk, hogy elválasztsák a táplálékot a sziklától. A tudósok úgy vélik, hogy a jövőben felhasználhatjuk a sántikálók fogainak rostos szerkezetének példáját a gépiparban, és elkezdhetünk autókat, csónakokat, sőt, megnövelt szilárdságú repülőgépeket építeni, az egyszerű csigák példáján keresztül.
13. Martenzites acél
Fotó: pixabay
A martenzites acél nagy szilárdságú és ötvözött ötvözet, kiváló alakíthatósággal és szívóssággal. Az anyagot széles körben használják a rakétatudományban, és mindenféle szerszám készítésére használják.
12. Ozmium
Fotó: Periodictableru / www.periodictable.ru
Az ozmium hihetetlenül sűrű elem, keménysége és magas olvadáspontja miatt nehéz megmunkálni. Ezért használják az ozmiumot ott, ahol a tartósság és az erősség a legnagyobb érték. Az ozmiumötvözetek megtalálhatók elektromos érintkezőkben, rakétákban, katonai lövedékekben, sebészeti implantátumokban és sok más alkalmazásban.
11. Kevlár
Fotó: wikimedia commons
A kevlár egy nagy szakítószilárdságú szál, amely autógumikban, fékbetétekben, kábelekben, protézisekben, testpáncélokban, védőruházati anyagokban, hajóépítésben és drón alkatrészekben található. Az anyag szinte az erő szinonimájává vált, és hihetetlenül nagy szilárdságú és rugalmasságú műanyag. A kevlár szakítószilárdsága 8-szor nagyobb, mint az acélhuzalé, és 450 ℃ hőmérsékleten kezd olvadni.
10. Ultra nagy molekulatömegű, nagy sűrűségű polietilén, szálak márkája "Spectra" (Spectra)
Fotó: Tomas Castelazo, www.tomascastelazo.com / Wikimedia Commons
Az UHMWPE alapvetően egy nagyon tartós műanyag. A Spectra, az UHMWPE márka viszont a legnagyobb kopásállóságú könnyűszál, amely 10-szer jobb, mint az acél. A kevlárhoz hasonlóan a spektrumot testpáncélok és védősisakok gyártásához használják. Az UHMWPE mellett a dainimo spektrum népszerű a hajóépítő és a szállítási iparágakban.
9. Grafén
Fotó: pixabay
A grafén a szén allotróp módosulata, és mindössze egy atom vastagságú kristályrácsa olyan erős, hogy 200-szor keményebb, mint az acél. A grafén ragasztófóliának tűnik, de feltörése szinte lehetetlen feladat. A grafénlap átütéséhez egy ceruzát kell beleszúrni, amelyen egy egész iskolabusz súlyával kell egy rakományt egyensúlyozni. Sok szerencsét!
8. Szén nanocső papír
Fotó: pixabay
A nanotechnológiának köszönhetően a tudósoknak sikerült olyan papírt készíteniük, amely 50 000-szer vékonyabb, mint az emberi hajszál. A szén nanocsövek lemezei 10-szer könnyebbek, mint az acél, de a legcsodálatosabb az, hogy akár 500-szor erősebbek! A szuperkondenzátor elektródák gyártásához a makroszkopikus nanocső lemezek a legígéretesebbek.
7. Fém mikrorács
Fotó: pixabay
Íme a világ legkönnyebb fémje! A fém mikrorács egy szintetikus porózus anyag, amely 100-szor könnyebb, mint a hab. De ne hagyja, hogy megtévessze a megjelenését, ezek a mikrorácsok is hihetetlenül erősek, így nagyszerű lehetőséget kínálnak mindenféle mérnöki alkalmazásra. Kiváló lengéscsillapítók és hőszigetelők készíthetők belőlük, és ennek a fémnek az elképesztő zsugorodási és eredeti állapotába való visszatérési képessége lehetővé teszi az energia tárolására való felhasználását. A fém mikrorácsokat aktívan használják az amerikai Boeing cég repülőgépeinek különféle alkatrészeinek gyártásához is.
6. Szén nanocsövek
Fotó: Mstroeck felhasználó / en.wikipedia
Fentebb már beszéltünk az ultraerős makroszkopikus szén nanocső lemezekről. De milyen anyag ez? Valójában ezek egy csőbe hengerelt grafénsíkok (9. pont). Az eredmény egy hihetetlenül könnyű, rugalmas és tartós anyag sokféle alkalmazáshoz.
5. Airbrush
Fotó: wikimedia commons
A grafén aerogélként is ismert anyag rendkívül könnyű és egyben erős. Az új típusú gél teljesen felváltotta a folyékony fázist egy gázneműre, és szenzációs keménység, hőállóság, alacsony sűrűség és alacsony hővezető képesség jellemzi. Hihetetlen, hogy a grafén aerogél hétszer könnyebb a levegőnél! Az egyedülálló vegyület 90%-os tömörítés után is képes visszanyerni eredeti formáját, és akár 900-szor nagyobb súlyt is képes felszívni, mint a festékszóró felszívásához használt olaj. Talán a jövőben ez az anyagosztály segíteni fog a környezeti katasztrófák, például az olajszennyezések elleni küzdelemben.
4. Név nélküli anyag, a Massachusetts Institute of Technology (MIT) fejlesztése
Fotó: pixabay
Miközben ezt olvassa, az MIT tudósaiból álló csapat a grafén tulajdonságainak javításán dolgozik. A kutatók elmondták, hogy ennek az anyagnak a kétdimenziós szerkezetét már sikerült háromdimenzióssá alakítaniuk. Az új grafénanyag még nem kapta meg a nevét, de már ismert, hogy sűrűsége 20-szor kisebb, mint az acélé, szilárdsága pedig 10-szer nagyobb, mint az acélé.
3. Carbin
Fotó: Smokefoot
Annak ellenére, hogy szénatomok lineáris láncairól van szó, a karbyn szakítószilárdsága kétszerese a grafénénak, és háromszor keményebb, mint a gyémánt!
2. Bór-nitrid wurcit módosítás
Fotó: pixabay
Ez az újonnan felfedezett természetes anyag vulkánkitörések során keletkezik, és 18%-kal keményebb, mint a gyémánt. Azonban számos más paraméterben felülmúlja a gyémántokat. A wurtzit-bór-nitrid a Földön található két természetes anyag egyike, amely keményebb a gyémántnál. A probléma az, hogy nagyon kevés ilyen nitrid található a természetben, ezért nem könnyű tanulmányozni vagy a gyakorlatban alkalmazni.
1. Lonsdaleite
Fotó: pixabay
A hatszögletű gyémántként is ismert lonsdaleite szénatomokból áll, de ebben a módosításban az atomok kissé eltérően helyezkednek el. A wurtzit-bór-nitridhez hasonlóan a lonsdaleite is egy természetes anyag, amely keményebb, mint a gyémánt. Ráadásul ez a csodálatos ásvány 58%-kal keményebb, mint a gyémánt! A wurtzit-bór-nitridhez hasonlóan ez a vegyület is rendkívül ritka. Néha a lonsdaleit meteoritok, köztük grafitok Földdel való ütközésekor keletkezik.
A titánt a 18. század végén fedezték fel független angliai és német tudósok. Az elemek periódusos rendszerében D.I. Mengyelejev a 4. csoportban található, 22-es atomszámmal. A tudósok hosszú ideig nem láttak kilátásokat a titánban, mivel az nagyon törékeny volt. De 1925-ben I. de Boer és A. Van Arkel holland tudósok tiszta titánt tudtak előállítani a laboratóriumban, ami igazi áttörést jelentett minden iparágban.
A titán tulajdonságai
A tiszta titán hihetetlenül technológiásnak bizonyult. Plaszticitása, alacsony sűrűsége, nagy fajlagos szilárdsága, korrózióállósága, valamint magas hőmérsékletnek kitett szilárdsága van. A titán kétszer olyan erős, mint az acél, és hatszor erősebb. A szuperszonikus repülésben a titán nélkülözhetetlen. Valóban, 20 km-es magasságban a hangsebesség háromszorosát meghaladó sebességet fejleszt ki. Ebben az esetben a repülőgép testének hőmérséklete 300 °C-ra melegszik fel. Csak a titánötvözetek bírják az ilyen feltételeket.
A titánforgács gyúlékony, a titánpor akár fel is robbanhat. A robbanás során a lobbanáspont elérheti a 400°C-ot.
A legtartósabb a bolygón
A titán olyan könnyű és erős, hogy ötvözeteiből repülőgép- és tengeralattjáró-törzseket, testpáncélt és harckocsipáncélt készítenek, valamint a nukleáris technológiában is használják. Ennek a fémnek egy másik figyelemre méltó tulajdonsága az élő szövetekre gyakorolt passzív hatása. Csak az oszteoprotézisekből. Néhány titánvegyületet féldrágakövek és ékszerek készítésére használnak.
A vegyipar sem hagyta felügyelet nélkül a titánt. Sok agresszív környezetben a fém nem korrodálódik. A titán-dioxidot fehér festék előállításához, műanyag- és papírgyártáshoz, valamint élelmiszer-adalékanyagként használják E171.
A fémek keménységi skáláján a titán a platinafémek és a volfrám után a második helyen áll.
Elosztás és készletek
A titán meglehetősen gyakori fém. Ebben a mutatóban a tizedik helyen áll. A földkéreg körülbelül 0,57% titánt tartalmaz. Jelenleg a tudósok több mint száz ásványt ismernek, amelyek fémet tartalmaznak. Lelőhelyei szinte az egész világon szétszórtak. A titánt Kínában, Dél-Afrikában, Oroszországban, Ukrajnában, Indiában és Japánban bányászják.
Előrehalad
A tudósok már több éve kutatnak egy új fémet, amelyet "folyékony fémnek" neveznek. Ez a találmány jelzi a bolygó új, legtartósabb fémének címét. Szilárd formában azonban még nem sikerült megszerezni.
Ma megvizsgáljuk a világ legtartósabb fémeit, és megvitatjuk tulajdonságaikat. És megnyitja az "erősségi osztályzat" titánt.
Nem a legtartósabb?
A fém neve feltehetően az ókori görög hős, Titán nevéből származik. Ezért ezt a fémet a legyőzhetetlenséggel társítjuk. A titánt sokan a világ legerősebb fémének tartják. A valóságban azonban ez messze nem így van.
Tiszta titánt először 1925-ben szereztek. Az új anyagra számos tulajdonság miatt azonnal felfigyeltek. A titánt nagyon aktívan kezdték használni az ipari szektorban.
Ma a titán a 10. helyen áll a természetes fémek között az elterjedtség tekintetében. Körülbelül 700 millió tonnát tartalmaz a földkéregben. Vagyis a jelenlegi nyersanyagok még 150 évig kitartanak.
A titán kiváló tulajdonságokkal rendelkezik. Ez egy könnyű és tartós fém, ellenáll a korróziónak. Könnyen hőkezelhető, és sokféle felhasználási területtel rendelkezik. Csak melegítéskor lép kölcsönhatásba a periódusos rendszer többi elemével. A természetben a rutil és ilmenit ércekben található. A tiszta titánt érc klórral való szinterezésével nyerik.
Hatalmas terhelést képes elviselni. A fémet nagy szilárdsága és ütésállósága jellemzi. Járművek, rakéták és még tengeralattjárók gyártásához is használják. A titán még nagy mélységben is ellenáll a nyomásnak.
Az orvosi iparban is népszerű. Az ezen alapuló protézisek nem lépnek kölcsönhatásba a test szöveteivel, és nincsenek kitéve a korróziónak. De az évek múlásával kezd elhasználódni, ami szükségessé teszi a protézis új cseréjét.
Új fejlesztések
2016-ban a tudósok megtalálták a módot a titán tulajdonságainak javítására és még tartósabbá tételére. A kutatás fő célja egy ellenállóbb anyag megtalálása, miközben kompatibilis a testszövetekkel. És akkor emlékeztek az aranyra, amelyet évek óta használnak protézisben.
A titán és az arany ötvözete, miután többször is megpróbálták megtalálni az alkatrészek ideális arányát, hihetetlenül tartósnak bizonyult. 4-szer erősebb, mint a ma protézisekhez használt többi fém.
Tantál
Az egyik legtartósabb fém. Nevét az ókori görög istenről, Tantalusról kapta, aki feldühítette Zeuszt és a pokolba került. Ezüstös-fehér színű, kékes árnyalattal. A gránit és lúgos magma jellegzetes eleme. A koltán ásványból nyerik ki, amelynek legnagyobb lelőhelyei Brazíliában és Afrikában találhatók.
1802-ben nyitották meg. Akkor egyfajta kolumbiumnak számított, de később megállapították, hogy két különböző, hasonló tulajdonságú fémről van szó. Csak 100 év után lehetett tiszta tantálhoz jutni. Költsége ma meglehetősen magas - 150 dollár / 1 kg fém.
A tantál egy tűzálló fém, meglehetősen nagy sűrűséggel. Kémiai szempontból stabil, mivel híg savakban nem oldódik. Por formájában a tantál levegőn jól ég. Elektrolit kondenzátorok, vákuumkemencék fűtőberendezéseinek gyártására használják. A tantál kondenzátorok 10-12 évre növelik az elektronikus rendszerek élettartamát. Figyelemre méltó, hogy még az ékszerészek is találtak rá alkalmazást - a platinát helyettesítik.
A fémek szilárdsági vizsgálata azt mutatta, hogy a tantál és a volfrám ötvözete csaknem száz százalékos szilárdságú.
Az ozmium a leginkább...
Az ozmium egy másik hihetetlenül erős fém. A legritkábbak és legdrágábbak listáján is szerepel. A földkéreg összetételében csekély mennyiségben van jelen. Szórványosokhoz tartozik, vagyis nincs saját lelőhelye. Ezért a kitermelése óriási nehézségekkel jár.
Az ozmium a platinafémek csoportjába tartozik. Az ára körülbelül 10 000 dollár 1 grammonként. Árát tekintve a második a mesterséges Kalifornia után. Számos izotópból áll, amelyeket hihetetlenül nehéz szétválasztani. A legnépszerűbb izotóp az ozmium-187. 1 gramm ára eléri a 200 000 dollárt!
Az ozmium a fémek sűrűségének bajnoka. Ezenkívül nagy szilárdságú fém. Az ozmiumot tartalmazó ötvözetek korrózióállóvá válnak, erősebbé és tartósabbá válnak. A fémet tiszta formájában is használják, például drága töltőtollak gyártásához, amelyek gyakorlatilag évekig nem kopnak és nem írnak.
Króm
A króm, a kobalt és a volfrám 1913 óta ismert a tudomány számára, és a sztellitek általános név alatt egyesülnek. Még 600 Celsius fokos hőmérsékleten is megőrzik keménységüket.
Alapvetően ez a fém a Föld mély rétegeiben található. Megtalálható a köves meteoritok összetételében is, amelyeket köpenyünk analógjainak tekintenek. Csak a króm spinellek számítanak ipari értékűnek. Sok krómot tartalmazó ásványi anyag teljesen használhatatlan. A legtisztább krómot tömény vizes oldatok elektrolízisével vagy króm-szulfát elektrolízisével nyerik.
A fém acéllal kombinálva nagymértékben növeli annak szilárdságát és oxidációállóságát is. Javítja az acél tulajdonságait anélkül, hogy csökkentené a rugalmasságát.
Ruténium
A platina csoportba tartozik és a nemesfémek közé tartozik. A listánk szerint azonban a ruténium a legkevésbé nemes... Karl-Ernst Klaus tudós fedezte fel 1844-ben. Figyelemre méltó, hogy a professzor folyamatosan szippantotta és megkóstolta kutatásainak eredményeit. Egyszer még a szája is megégett, amikor megkóstolta az egyik általa felfedezett ruténiumvegyületet.
Világtartaléka ma körülbelül 5000 tonna. A ruténiumot régóta tanulmányozzák, de számos tulajdonsága még mindig ismeretlen. Az egész probléma az, hogy eddig nem találtak módot a ruténium teljes tisztítására. Az alapanyagok szennyezettsége megnehezíti tulajdonságainak vizsgálatát. Az orvosok azonban biztosak abban, hogy a fém mindennapi életben való használata növelheti az előfordulást a lakosság körében. Ezért a ruténium-106 izotóp felszabadulása az Urálban ekkora visszhangot váltott ki a sajtóban. Végül is a ruténium-106 radioaktív tulajdonságokkal rendelkezik.
Ugyanakkor értéke 2017-ben váratlanul felülmúlta az összes platinafémet.
Az irídium a legerősebb fém
Az irídium a legnagyobb szilárdságú. Igen, sűrűsége alacsonyabb, mint az ozmium, de a legnagyobb szilárdsági tényezővel rendelkezik. A fémek közül a legritkábbnak is nevezik, de valójában a földkéreg asztatintartalma még ennél is kevesebb.
Az irídiumot nagyon alaposan tanulmányozták. 70 év után fő tulajdonságai - hihetetlen szilárdság és korrózióállóság - az egész világon ismertté váltak. Ma számos iparágban használják. A fém oroszlánrészét a vegyipar hasznosítja. A többi sok más területre oszlik, beleértve az orvostudományt és az ékszereket. Az irídium platinával kombinálva kiváló minőségű és nagyon tartós ékszereket hoz létre.
A fémek olyan anyagok, amelyek sajátos, rájuk jellemző tulajdonságokkal rendelkeznek. Ugyanakkor figyelembe veszik a nagy rugalmasságot és hajlékonyságot, valamint az elektromos vezetőképességet és számos egyéb paramétert. Hogy melyik a legtartósabb fém, azt az alábbi adatokból megtudhatja.
A fémekről a természetben
Az orosz nyelvben a "fém" szó a németből származik. A 16. század óta megtalálható a könyvekben, bár meglehetősen ritkán. Később, I. Péter korában kezdték gyakrabban használni, sőt, akkor a szónak általánosító jelentése volt "érc, ásvány, fém". És csak az M.V. tevékenységi ideje alatt. Lomonoszov, ezeket a fogalmakat behatárolták.
A természetben a fémek tiszta formájukban ritkák. Alapvetően különféle ércek részét képezik, és mindenféle vegyületet képeznek, például szulfidokat, oxidokat, karbonátokat és másokat. Ahhoz, hogy tiszta fémeket kapjunk, és ez nagyon fontos a további felhasználásukhoz, szükséges ezek elkülönítése, majd tisztítása. Szükség esetén a fémeket ötvözik - speciális szennyeződéseket adnak hozzá tulajdonságaik megváltoztatása érdekében. Jelenleg vasfémércekre osztják fel, amelyek magukban foglalják a vasat és a színesfémérceket. A nemes- vagy nemesfémek közé tartozik az arany, a platina és az ezüst.
A fémek még az emberi testben is megtalálhatók. Kalcium, nátrium, magnézium, réz, vas - ez a lista a legnagyobb mennyiségben található anyagokról.
A további alkalmazástól függően a fémeket csoportokra osztják:
- Építőanyagok. Magukat a fémeket és azok jelentősen javított ötvözeteit egyaránt felhasználják. Ebben az esetben a szilárdságot, a folyadékok és gázok átjárhatatlanságát, az egyenletességet értékelik.
- A szerszámok anyagai leggyakrabban a munkarészre utalnak. Erre a szerszámacélok és keményötvözetek alkalmasak.
- Elektromos anyagok. Az ilyen fémeket jó elektromos vezetőként használják. Ezek közül a legelterjedtebb a réz és az alumínium. És nagy ellenállású anyagokként is használják - nikróm és mások.
A fémek közül a legerősebb
A fémek szilárdsága az a képességük, hogy ellenállnak a törésnek olyan belső feszültség hatására, amely akkor fordulhat elő, amikor külső erők hatnak ezekre az anyagokra. A szerkezetnek az is tulajdonsága, hogy bizonyos ideig megőrzi jellemzőit.
Sok ötvözet meglehetősen erős, és nem csak a fizikai, hanem a kémiai hatásoknak is ellenáll, nem tartoznak a tiszta fémek közé. Vannak fémek, amelyeket a legtartósabbnak nevezhetünk. Titán, amely 1941 K (1660 ± 20 °C) felett olvad, a radioaktív fémek közé tartozó urán, tűzálló wolfram, amely legalább 5828 K (5555 °C) hőmérsékleten forr. Valamint olyan egyéb, amelyek egyedi tulajdonságokkal rendelkeznek és szükségesek az alkatrészek, szerszámok és cikkek gyártási folyamatában a legmodernebb technológiával. Közülük az öt legtartósabb fémek közé tartoznak azok a fémek, amelyek tulajdonságai már ismertek, széles körben alkalmazzák a nemzetgazdaság különböző ágazataiban, illetve tudományos kísérletekben, fejlesztésekben használják őket.
Molibdénércekben és réz nyersanyagokban található. Nagy keménysége és sűrűsége van. Nagyon nehéz. Szilárdsága kritikus hőmérsékletváltozások hatására sem csökkenthető. Széles körben használják számos elektronikai eszközben és műszaki létesítményben.
Ritkaföldfém ezüstös-szürke árnyalattal és fényes, kristályos képződményekkel a töréseken. Érdekes módon a berilliumkristályok kissé édes ízűek, ezért eredetileg "gluciniumnak" nevezték, ami azt jelenti, hogy "édes". Ennek a fémnek köszönhetően megjelent egy új technológia, amelyet mesterséges kövek - smaragdok, akvamarinok - szintézisében használnak az ékszeripar igényeire. A berilliumot a berill, egy féldrágakő tulajdonságainak tanulmányozása során fedezték fel. F. Wöller német tudós 1828-ban fémes berilliumot kapott. Nem lép kölcsönhatásba a röntgensugárzással, ezért aktívan használják speciális eszközök létrehozására. Ezenkívül a berilliumötvözeteket neutronreflektorok és moderátorok gyártásához használják atomreaktorba történő beépítéshez. Tűzálló és korróziógátló tulajdonságai, nagy hővezető képessége nélkülözhetetlen elemévé teszik a repülőgép- és repülőgépiparban használt ötvözetek készítésének.
Ezt a fémet a középső Urál területén fedezték fel. M.V. írt róla. Lomonoszov "A kohászat első alapjai" című munkájában 1763-ban. Nagyon gyakori, leghíresebb és legkiterjedtebb lelőhelyei Dél-Afrikában, Kazahsztánban és Oroszországban (Urál) találhatók. Ennek a fémnek az ércekben való tartalma nagyon változó. Színe világoskék, árnyalattal. Tiszta formájában nagyon kemény és elég jól feldolgozott. Fontos összetevője az ötvözött acélok, különösen a rozsdamentes acélok előállításának, és a galvanizálásban és a repülőgépiparban használják. Ötvözete vassal, ferrokrómmal fémvágó szerszámok gyártásához szükséges.
Ez a fém értékes, mivel tulajdonságai csak valamivel alacsonyabbak, mint a nemesféméké. Erősen ellenáll a különféle savaknak, nincs kitéve a korróziónak. A tantálot különféle szerkezetekben és vegyületekben, összetett alakú termékek előállítására, valamint ecet- és foszforsavak előállítására használják. A fémet az orvostudományban használják, mivel kombinálható emberi szövetekkel. A rakétaiparnak szüksége van egy hőálló tantál és volfrám ötvözetre, mert az 2500 °C-os hőmérsékletet is képes ellenállni. A tantál kondenzátorokat radarberendezésekre szerelik fel, elektronikus rendszerekben adóként használják.
Az irídium a világ egyik legtartósabb féme. Ezüst színű fém, nagyon kemény. A platina fémek csoportjába tartozik. Nehezen feldolgozható, ráadásul tűzálló. Az irídium gyakorlatilag nem lép kölcsönhatásba maró anyagokkal. Számos iparágban használják. Beleértve az ékszer-, az orvosi és a vegyipart. Jelentősen javítja a wolfram-, króm- és titánvegyületek savas környezettel szembeni ellenállását. A tiszta irídium nem mérgező anyag, de egyes vegyületei igen.
Annak ellenére, hogy sok fém megfelelő tulajdonságokkal rendelkezik, meglehetősen nehéz pontosan meghatározni, hogy melyik a legtartósabb fém a világon. Ehhez tanulmányozza az összes paramétert a különféle analitikai rendszerekkel összhangban. Jelenleg azonban minden tudós azt állítja, hogy az irídium magabiztosan az első helyet foglalja el az erő tekintetében.
