Самый крепкий металл: 8 критериев отбора + ТОП прочных элементов

Содержание
  1. 10. Тантал
  2. Топ-10 самых крепких элементов
  3. Тантал
  4. Бериллий
  5. Уран
  6. Железо
  7. Титан
  8. Рений
  9. Хром
  10. Иридий
  11. Осмий
  12. 9. Бериллий
  13. Уран
  14. Вольфрам
  15. Железо и сталь
  16. 6. Титан
  17. Самый тугоплавкий металл: 5 элементов группы + добыча/применение материалов
  18. 1) Получение и применение тугоплавких металлов
  19. 2) ТОП-5 таблицы Менделеева из числа самых тугоплавких металлов
  20. А) Рений (Re)
  21. B) Тантал (Ta)
  22. C) Ниобий (Nb)
  23. D) Молибден (Мо)
  24. Рутений
  25. Титан
  26. 5. Рений
  27. Рений
  28. Как производят металлы?
  29. Хром
  30. ТОП-10 самых прочных металлов в мире
  31. Самые крепкие металлы в мире
  32. Углеродистая сталь
  33. Нержавеющая сталь
  34. Мартенситностареющая сталь
  35. Инструментальная сталь
  36. Инконель
  37. вольфрама
  38. Chromium
  39. Титан
  40. Карбид вольфрама
  41. Утюг
  42. Счет
  43. 3. Иридий
  44. Какой металлический сплав самый прочный в мире: справка редакции Zuzako
  45. Особенности чистого вещества и его примесей
  46. Как получают титан?
  47. Осмий
  48. 2. Осмий
  49. О металлах в природе
  50. Как производят металлы
  51. Самые прочные из металлов
  52. История открытия
  53. 1. Вольфрам
  54. Иридий
  55. Таблица предела прочности металлов
  56. Физико-химические параметры титана

10. Тантал

Тантал
У этого металла сразу три преимущества: он прочный, плотный и очень устойчивый к коррозии. Кроме того, этот элемент относится к группе тугоплавких металлов, например, вольфрама. Чтобы расплавить тантал, вам нужно развести огонь при температуре 3017 ° C.

Тантал в основном используется в электронной промышленности для изготовления прочных и долговечных конденсаторов для телефонов, домашних компьютеров, фотоаппаратов и даже электронных устройств в автомобилях.

Топ-10 самых крепких элементов

Сейчас известно большое количество металлов и сплавов. Среди сильнейших — 10 элементов.

Тантал

Особенности:

  • высокая плотность, прочность;
  • устойчивость к образованию ржавчины;
  • неплавкость.

Используется при производстве электронных устройств в автомобилях, компьютерных частях, ноутбуках, сверхмощных конденсаторах, фотоаппаратах.

Ноутбук (Фото: Instagram / msigaming_ukraine)

Бериллий

это высокотоксичный металл, который требует химической защиты. Чаще всего используется как легирующая добавка к стали. Бериллий используется в производстве систем наведения, теплозащитных экранов, огнеупорных материалов и вакуумных трубок.

Уран

Редкий радиоактивный элемент. Один из самых твердых материалов. Он используется в ядерной энергии при производстве оружия.

Железо

Без легирующих добавок железо не обладает большой твердостью и прочностью, но встречается очень часто. На основе железа делают различные сплавы. Один из самых популярных — сталь. Это железо с добавлением углерода и других примесей. Чаще всего применяется в машиностроении, при строительстве металлоконструкций. Стройматериалы, инструмент, крепеж — стальные.

Титан

Особенности:

  • высокий показатель прочности и долговечности;
  • невосприимчивость к критическим температурам.

Благодаря высокой прочности и механической стойкости титан имеет небольшой удельный вес. Из него собирают высокопрочные и легкие металлоконструкции.

Титан (Фото: Instagram / aozapp)

Рений

Редкий химический элемент. Недоступен для большинства людей из-за дороговизны. Выдерживает нагрев до 2000 ° С без нарушения конструкции, целостности. Применяется в электротехнике, нефтехимии. Рений используется для изготовления деталей ракет и авиационных двигателей.

Хром

Устойчив к механическим воздействиям. Его сложно поцарапать разными материалами. Отличается высоким показателем твердости, устойчив к ржавчине.

Иридий

он входит в платиновую группу. Обладает высокой температурой плавления, твердостью. Чтобы его растопить, температуру нужно поднять выше 2000 ° С. По удельному весу это один из самых тяжелых материалов.

Осмий

Элемент платиновой группы. Самый плотный материал на нашей планете. Температура плавления — 3033 ° С. В чистом виде практически не используется. Для расширения области применения его разбавляют легирующими добавками.

9. Бериллий

Бериллий
Но лучше не приближаться к этому металлическому красавцу без защитного снаряжения. Потому что бериллий очень токсичен и обладает канцерогенным и аллергическим действием. При вдыхании воздуха, содержащего пыль или пары бериллия, возникает бериллиевая болезнь, поражающая легкие.

Однако бериллий не только вреден, но и полезен. Например, добавьте в сталь всего 0,5% бериллия, и вы получите прочные пружины даже при нагревании до красного цвета. Они могут выдерживать миллиарды циклов нагрузки.

Бериллий используется в аэрокосмической промышленности для создания теплозащитных экранов и систем наведения, а также для создания огнеупорных материалов. И вакуумная трубка LHC тоже сделана из бериллия.

Уран

Этот природный радиоактивный материал широко распространен в земной коре, но сконцентрирован в некоторых твердых горных образованиях.

Один из самых твердых металлов в мире имеет два коммерчески важных применения: ядерное оружие и ядерные реакторы. Следовательно, конечным продуктом урановой промышленности являются бомбы и радиоактивные отходы.

Вольфрам

В верхней части нашего списка самых твердых металлов на Земле находится блестящий серебристо-серый вольфрам. По шкале Мооса вольфрам, как и уран, имеет твердость 6, но, в отличие от урана, он не радиоактивен. Однако природная твердость не лишает его гибкости, поэтому вольфрам идеально подходит для ковки различных металлических изделий, а его устойчивость к высоким температурам позволяет использовать его в осветительных приборах и электронике. Потребление вольфрама не достигает больших объемов, и основная причина этого — ограниченное количество вольфрама в месторождениях.

Благодаря высокой плотности вольфрам широко используется в оружии для производства тяжеловесов и артиллерийских снарядов. Вообще вольфрам активно используется в военной технике: пули, противовесы, баллистические ракеты. Следующее по популярности использование этого металла — авиация. Из него изготавливают двигатели, детали электровакуумных устройств. В строительстве используются режущие инструменты из вольфрама. Также он незаменим при производстве светостойких лаков и красок, огнезащитных и водонепроницаемых тканей.
Вольфрам считается самым тугоплавким и прочным

Изучив свойства и расходуемые сферы каждого металла, трудно однозначно сказать, какой металл является самым твердым в мире, если брать во внимание не только показатели шкалы Мооса. У каждого из представителей есть ряд преимуществ. Например, титан, не обладающий сверхвысокой твердостью, прочно занял первое место среди наиболее широко используемых металлов. Но уран, твердость которого достигает наивысшего уровня среди металлов, не так популярен из-за своей слабой радиоактивности. А вольфрам, который не излучает излучения, обладает высочайшей прочностью и отличными показателями соответствия, не может быть активно использован из-за ограниченных ресурсов.

Железо и сталь

Как чистое вещество, железо не так твердо по сравнению с другими участниками оценки. Но из-за минимальных затрат на добычу его часто комбинируют с другими элементами для производства стали.

Сталь — это очень прочный сплав, состоящий из железа и других элементов, таких как углерод. Это наиболее часто используемый материал в строительстве, машиностроении и других отраслях промышленности. И даже если вы не имеете к ним никакого отношения, вы все равно используете сталь, когда режете еду ножом (если, конечно, она не керамическая).

6. Титан

Титан — это почти синоним прочности. Он имеет впечатляющую удельную прочность (30-35 км), которая почти вдвое больше, чем у легированных сталей.

Титан — тугоплавкий металл, поэтому он очень устойчив к нагреванию и истиранию, что делает его одним из самых популярных сплавов. Например, он может быть легирован железом и углеродом.

Если вам нужна очень прочная, но очень легкая конструкция, то металл лучше титана нет. Это делает его выбором номер один для множества деталей самолетов, ракет и кораблей.

Самый тугоплавкий металл: 5 элементов группы + добыча/применение материалов

Тугоплавкие металлы трудно обрабатывать, но как компоненты сплавов они незаменимы. В 21 веке трудно представить себе металлургию или другой сектор промышленности, в котором можно было бы обойтись без титана или других химических элементов рассматриваемой группы.

10 самых прочных металлов в мире

1) Получение и применение тугоплавких металлов

Важнейшей проблемой при извлечении тугоплавких металлов является их химическая активность, которая препятствует сохранению элемента в чистом виде. Продукт производства — металлический порошок, который добывается в специальной установке.

В 2020 году все еще не будет высокотехнологичного метода извлечения тугоплавких металлов в чистом виде. Химические вариации имеют существенные недостатки, которые отражаются на производительности производства и качестве конечного продукта. Нижеприведенная таблица расскажет вам о методах извлечения тугоплавких металлов.

Методология Описание Популярность (из 5 ★)
Восстановление триоксидом водорода Многоступенчатая технология производства металлического порошка, реализуемая в многотрубных печах с постоянным температурным режимом 800-1000 градусов Цельсия. Метод экстракции наиболее популярен среди таких тугоплавких металлов, таких как молибден и вольфрам. ★★★★★
Восстановление перренатом водорода. Алгоритм используется в промышленном производстве рения. Температурный режим от 480 до 520 градусов. На завершающей стадии производства щелочь смывается со стальной пыли. Для этого используется соляная кислота (раствор) + горячая вода. ★★★
Через соли металлов Схема добычи используется для выделения тугоплавкого металла, молибдена. За основу взята аммониевая соль элемента + его порошок. Вторую добавляют на уровне 6% -16% от массы всей смеси. Полученный состав подвергается термообработке при температуре 550-900 градусов Цельсия в инертной среде. Кроме того, восстановление молибдена проводят в атмосфере водорода при температурном режиме 820-980 градусов. ★★★★

Полученный порошок превращается в проволоку, арматуру, листовой металл или фольгу путем прессования в специализированных плавильных печах. Вместе с нагревательным элементом конструкции имеют компоненты давления, которые из-за воздействия высокой температуры могут произвольно деформировать материал. И все это связано с уязвимостью некоторых представителей тугоплавких металлов к комбинированному воздействию температуры и воздуха.

В нашем штате одним из крупнейших производителей порошка тугоплавких металлов является Унечинский металлургический завод. Компания относительно молодая, но объемы ее производства неуклонно растут каждый квартал. Основная специализация — чистый вольфрам + его карбиды.

Области применения тугоплавких металлов:

  • как добавка в легированные стали;
  • в электротехнике: электроды, нити и прочая мелочь, где требуется термостойкость;
  • автомобильная промышленность. При производстве зубчатых передач, валов, редукторов и других мелких изделий с высокими показателями прочности;
  • в качестве компонентов двигателей в авиационных системах срочно необходимы сверхвысокопрочные металлические сплавы;
  • сопла ракет и реактивные двигатели постоянно подвергаются значительным тепловым нагрузкам, поэтому изготовление специфических деталей из жаропрочных материалов чрезвычайно важно;
  • военная сфера Российской Федерации и всего мира использует тугоплавкие металлы как основу для разработки сплавов, которые служат элементами брони, пуль, патронов и другой военной техники / оборудования;
  • фильтры, красящие добавки и покрытия для огнестойкой одежды — эти и другие мелочи как неотъемлемая часть химической промышленности.

Не обошли стороной тугоплавкие металлы и ядерную энергию. Трубки в ядерных реакторах, оболочки атомных электростанций и другие компоненты энергоустановок при использовании жаропрочных материалов становятся во много раз безопаснее при ежедневном использовании людьми.

2) ТОП-5 таблицы Менделеева из числа самых тугоплавких металлов

В этом разделе будет рассмотрена основная группа тугоплавких металлов, состоящая из 5 химических элементов. Расширенная версия +9 веществ является спорным вопросом, потому что пиковая температура плавления здесь ниже 2200 градусов по Цельсию, что накладывает значительные ограничения на материалы для промышленного применения.

А) Рений (Re)

Распространенность (2,0 из 5,0) Общая привлекательность в секторе ★★★★★ 3,0
Цена (2,0 из 5,0)
Заявка (3,0 из 5,0)

Тугоплавкий металл, расположенный в периодической таблице на 75 позициях. На втором месте в мире по огнеупорности. Если мы рассмотрим вещество в стандартных условиях, мы увидим плотную структуру и серебристый цвет с беловатым блеском. Само название происходит от Германии, то есть от реки, в которой это вещество было впервые обнаружено: Рейн.

Примечание: Менделеев заранее предсказал появление рения в таблице. Тогда он назвал его «тримарганец». Вывод ученого был основан на аналогии свойств в периодической таблице.

Официальное открытие рения произошло в 1925 году, что сделало этот металл одним из самых молодых не только в огнеупоре, но и в масштабе всей системы. Открытие сделал немецкий химик Нодлак. Первый образец чистого химического вещества был выделен только в 1928 году, поэтому приходилось израсходовать более 650 килограммов молибденита на грамм.

Физические свойства Химические свойства
Один из самых твердых материалов на земле (4-е место). Плотность вещества 21 грамм на кубический сантиметр. Высокая устойчивость к компонентам воздуха при нормальных условиях хранения / использования материала.
Температура плавления составляет более 3200, а температура кипения — более 5600 градусов по Цельсию. Умеренное окисление при температуре от 300 и сильное окисление при температуре от 600 градусов.
В чистом виде порошок рения обладает пластичностью, но после обработки показатели прочности значительно возрастают. Причина — высокий модуль упругости вещества. Рений способен выдерживать цикл нагрев-охлаждение несколько раз без потери прочности конструкции. Устойчивость к реакциям с азотом и водородом. Порошкообразная форма рения с водородом адсорбируется.
По удельной прочности металл превосходит своих конкурентов в группе огнеупоров. При нагревании вещества возможны реакции с кислотами на основе хлора и брома, но отношения с серной, соляной плавиковой кислотами инертны.

Рений считается одним из самых редких металлов (и веществ) на нашей планете. Стоимость 1 килограмма чистого вещества начинается от 1300 и заканчивается 12000 долларов. Цена увеличивается по мере увеличения чистоты порошка. Основные точки производства и производства — Чили, США и Россия. Общий запас рения на 2020 год составляет 13 тысяч тонн, что позволит удовлетворить потребность в этом металле еще на 150-200 лет.

Применение рения:

  • как защитный слой от агрессивных сред. Хотя по сравнению с хромированием покрытие из сплава рения будет намного дороже;
  • как компонент при изготовлении жаропрочных сплавов;
  • в ракетной технике — сопла двигателей и лопатки турбин;
  • в военной промышленности для создания сплавов в высокоэффективных реактивных двигателях;
  • как добавка в сплав;
  • как добавка в сплавы для изготовления деталей высокой точности;
  • благодаря своей химической стойкости рений используется для внутренней облицовки резервуаров для хранения агрессивных кислот.

Что касается биологических процессов и жизнедеятельности человеческого организма, то здесь рений не играет роли. Хотя металл относится к группе огнеупоров, его использование в промышленности не так широко распространено из-за нехватки объемов и дороговизны использования.

B) Тантал (Ta)

Распространенность (3,0 из 5,0) Общая привлекательность в секторе ★★★★★ 3.5
Цена (3,0 из 5,0)
Заявка (4,0 из 5,0)

Тантал занимает 73 позицию в таблице. В стандартных условиях это еще один серебристо-белый металл без каких-либо внешних отличительных особенностей. Иногда в оттенках тантала можно встретить голубоватый оттенок, который появляется в результате перекрытия оксидной пленки. Открытие металла произошло в 1802 году шведским химиком Экебергом, но выделить металл в чистом виде удалось только в 1844 году. Именно поэтому элемент получил название «тантал». Пластичная разновидность тантала была впервые обнаружена в 1903 году немцем Болтоном.

Физические свойства Химические свойства
Он тает при 3000 градусах и закипает при 5500 градусах. Окисление происходит только при температуре выше 280 градусов Цельсия. Если мы говорим о галогенах, то температурный порог составляет 250 градусов.
Несмотря на высокую плотность чистого вещества — почти 17 граммов на кубический сантиметр, пластичность тантала сравнима с пластичностью золота. При повышении температуры вещество вступает в реакцию с C, B, Si, P, Se, Te и многими другими химическими элементами.
Металл — добытчик. При температуре выше 800 он может поглощать до 800 объемов поступающего газа. В чистом виде металл проявляет стойкость к воздействию щелочных металлов в жидком виде, кислот органического происхождения и многих других агрессивных сред.
Обладает парамагнитными свойствами. По устойчивости к реагентам тантал сравнивают со стеклом.
При температуре ниже 4,5 Кельвина он переходит в сверхпроводящее состояние. он нерастворим в большинстве кислот / смесей кислот.

Тантал добывается из минералов тантала. Основные месторождения находятся во Франции, Египте и Таиланде. Общий процент тантала в земной коре составляет от 2,5 * 10 до -4 градусов. В зависимости от типа камня его общий контент может варьироваться от 3 до 20 раз. На рынке металлов килограмм тантала будет стоить от 240 долларов. Если человек купит предмет высокой чистоты (до 99,9%), ему придется выложить более 4000 долларов.

Использование тантала в промышленности и повседневной жизни:

  • компонент антикоррозионных и жаропонижающих сплавов;
  • комплектующие к коррозионно-стойкому оборудованию в химии — лабораторная посуда, фильтры, тигли и т д;
  • пары и расплавы цезия в наименьшей степени влияют на тантал, что позволяет использовать его в теплообменниках ядерных систем;
  • как нить в криотронах.

В последние годы тантал также начал появляться в ювелирных изделиях. Это связано с его оксидной пленкой цвета радуги. Метод извлечения тантала — хлорирование, восстановление углерода или электрохимическое плавление. Одна тонна тантала чистотой более 80% потребляет 3000 тонн руды.

C) Ниобий (Nb)

Распространенность (4,0 из 5,0) Общая привлекательность в секторе ★★★★★ 4,0
Цена (4,0 из 5,0)
Заявка (4,0 из 5,0)

Изделие имеет 41 серийный номер. Устаревшее название вещества — коломбио. Металл был впервые обнаружен в 1801 году, отделив его от минерала колумбита. К вопросу обратился англичанин Хэтчет. Из-за сильного сходства свойств ниобия с танталом он изначально считался определенным типом последнего. Свое нынешнее название элемент получил в 1844 году от немецкого химика Роуза, который назвал металл в честь своей дочери.

Химические свойства ниобия:

  • не взаимодействует с соляной, ортофосфорной, серной и азотной кислотами;
  • может растворяться в едких щелочных растворах и серной кислоте при нагревании до 150+ градусов;
  • прокаливание на воздухе приводит к окислению до оксида ниобия, имеющего более 10 модификаций.

Ниобий получают из сложных минералов в 3 фазы: раскрытие концентрата, распределение тантала и ниобия в смеси и рафинирование + восстановление элемента с его сплавами из полученной смеси. Основной способ промышленного производства — карботермический. Ниобий имеет только один стабильный изотоп, все остальные радиоактивны. Отсюда вытекают физиологические характеристики тугоплавкого металла: пыль раздражает кожу и глаза, токсичность, паралич конечностей при попадании в организм человека.

Применение ниобия:

  • добавка к сплавам для изготовления деталей самолетов;
  • использование для легирования цветных металлов;
  • в составе сверхпроводящих элементов;
  • при производстве электролитических конденсаторов с высокой удельной теплоемкостью;
  • замена тантала в промышленности. Ниобий дешевле и в 2 раза легче;
  • как добавка при чеканке коллекционных монет.

Основные месторождения ниобия находятся в США, Японии и Бразилии. На территории России ниобий добывают на Кольских островах. Биологическая роль ниобия в настоящее время не исследуется, и он не играет особой роли для человеческого организма.

Припаять алюминий электродом

D) Молибден (Мо)

Распространенность (4,0 из 5,0) Общая привлекательность в секторе ★★★★ 4,0
Цена (5.0 из 5.0)
Заявка (4,0 из 5,0)

Впервые мир услышал о молибдене в 177 году от шведского химика Шееле. В чистом виде (металлический порошок) элемент был получен Берцелиусом в 1817 году восстановлением оксидом водорода. Массовая доля молибдена в земной коре составляет от 3 * 10 до -4 градусов. Найти вещество в чистом виде не представляется возможным. Процентный рост элемента в породе увеличивается пропорционально содержанию диоксида кремния. Тип молибдена в природе — это молибдатные и сульфидные минералы + 18 других разновидностей минералов с незначительным процентным содержанием вещества.

Физические свойства Химические свойства
Высокая твердость вещества: по шкале Мооса твердость составляет 4,5 балла. Хорошая стабильность чистого вещества при комнатной температуре.
Степень мягкости металла определяется степенью его чистоты. Окисление при температуре выше 400 градусов и при превышении отметки 600 процесс ускоряется в 10 раз.
Низкий коэффициент теплового расширения. Электрическая интуиция по шкале Полинга — 2,16.
Металл начинает плавиться при температуре более 2600 градусов и закипать при температуре 4650 градусов по Цельсию. 5 разновидностей по степеням окисления: 2, 3, 4, 5 и 6.

Крупнейшие месторождения молибдена находятся в США, Мексике и Чили. Применительно к России молибден производится на специализированном заводе в Сорске. Выделялась и Армения: ее запасы молибдена составляют 7% от мировых. Особенность тугоплавкого металла — его концентрация между космическими телами. Красные гиганты содержат около 10% чистого вещества.

Применение молибдена:

  • для стального сплава как жаропрочного и коррозионностойкого элемента;
  • в соединениях молибден действует как катализатор химических реакций;
  • используется для получения технеция-99, применяемого в медицине для диагностики рака;
  • космическая промышленность — компоненты газодинамических лазерных зеркал;
  • как нагревательный элемент в печах сопротивления высокотемпературного вакуумного типа;
  • крючки для ламп накаливания изготовлены из молибдена низкого качества.

Биологическая роль молибдена в жизни человеческого организма была продемонстрирована в 1953 году. Этот элемент усиливает действие антиоксидантов и является чрезвычайно важным веществом для нормального протекания тканевого дыхания. Недостаток молибдена в организме снижает защитные функции иммунной системы организма. Молибденовая пыль отрицательно влияет на дыхательные пути, вызывая неизлечимое заболевание — пневмокониоз.

Подробное описание самого тугоплавкого металла в мире:

Рутений

На втором месте в нашем списке находится рутений. Открытие этого инертного металла серебристого цвета принадлежит русскому химику Карлу Клаусу в 1844 году. Этот элемент принадлежит к платиновой группе. Это редкий металл. Ученым удалось установить, что на планете около 5 тысяч тонн рутения. Ежегодно добывается около 18 тонн металла.

Рутений

Рутений

Из-за ограниченного количества и высокой стоимости рутения в промышленности он используется редко. Применяется в следующих случаях:

  • в титан добавляется небольшое количество для улучшения коррозионных свойств;
  • из его сплава с платиной делают электрические контакты, которые отличаются высоким сопротивлением;
  • рутений часто используется в качестве катализатора химических реакций.

Титан

самые прочные металлы

Титан — очень прочный материал, который пользуется большим спросом во многих отраслях промышленности. Наиболее распространенная сфера применения — авиация. Это связано с удачным сочетанием небольшого веса и высокой прочности. Кроме того, свойствами титана являются высокая удельная прочность, устойчивость к физическим воздействиям, температурам и коррозии.

5. Рений

Рений
Это очень редкий и дорогой металл, который, хотя и встречается в природе в чистом виде, обычно имеет «вес» — примесь молибденита.

Если бы костюм Железного человека был сделан из рения, он мог бы выдерживать температуру до 2000 ° C без ущерба для прочности. О том, что станет с самим Железным человеком внутри костюма после такого «огненного шоу», мы не будем говорить.

Россия — третья страна в мире по запасам природного рения. Этот металл используется в нефтехимической, электронной и электротехнической отраслях, а также в авиационных и ракетных двигателях.

Рений

Рений

Парамагнитный рений, один из самых «тяжелых» элементов с высокой плотностью (21,03 г / см3). На Земле РЗЭ существует в чистом виде, особенно значительное содержание в виде примеси в молибдените, до 0,5%. Наиболее выраженными свойствами RE считаются максимальная прочность, жаропрочность, огнеупорность, стойкость к окислению, пластичность, низкая коррозия при воздействии многих химикатов. Рений — дорогой металл. Сферы применения разнообразны: электроника, ракеты, авиастроение (например, производство запасных частей для сверхзвуковых истребителей), металлургическая промышленность, медицина, судостроение.

Как производят металлы?

Металлические руды считаются источником этих веществ, необходимых для всего современного человечества. Чтобы узнать свое точное местонахождение, они используют определенные методы исследования, в основе которых лежит разведка и изучение месторождений. Металлы получают следующим образом:

  1. Разработка месторождений полезных ископаемых осуществляется открытым или открытым способом, а также подземным или шахтным способом. Возможны комбинированные методы.
  2. Обогащение полезных ископаемых — извлечение полезных компонентов из сырья, так называемых минеральных концентратов.
  3. Восстановление металлов из обогащенных минералов путем химического или электролитического восстановления с использованием высоких температур или химического режима воды.
  4. Чаще всего плавятся металлы, минерал и восстановитель нагреваются до очень высоких температур. Углерод обычно используется для производства железа.

В зависимости от дальнейшего использования металлы делятся на группы:

  1. Строительные материалы. Они используют как сами металлы, так и их сплавы со значительно улучшенными свойствами. В этом случае оценивают прочность, непроницаемость для жидкостей и газов и однородность.
  2. Материалы для инструментов, чаще всего относящиеся к эксплуатационной части. Для этого подходят инструментальные стали и карбиды.
  3. Электротехнические материалы. Такие металлы используются как хорошие проводники электричества. Наиболее распространены медь и алюминий. Также он используется как высокопрочные материалы — нихром и другие.

Хром

Хром
По шкале Мооса, которая измеряет устойчивость химических элементов к царапинам, хром находится в первой пятерке, уступая только бору, алмазу и вольфраму.

Хром ценится за высокую коррозионную стойкость и твердость. С ним легче обращаться, чем с металлами платиновой группы, и он более распространен, поэтому хром является популярным элементом, используемым в сплавах, таких как нержавеющая сталь.

И один из самых твердых металлов на земле используется в пищевых добавках. Конечно, вы будете принимать внутрь не чистый хром, а его пищевое соединение с другими веществами (например, пиколинатом хрома).

ТОП-10 самых прочных металлов в мире

Самые крепкие металлы в мире

Самый прочный металл будет в виде сплава. В частности, сплав представляет собой комбинацию двух или более металлов для улучшения свойств конечного продукта. Из всех металлов сталь — один из самых прочных металлических сплавов в мире.

Углеродистая сталь

Углеродистая сталь имеет содержание углерода 2,1%. Кроме того, у сплава есть предел текучести 290 мегапаскалей (МПа). С другой стороны, он имеет предел прочности на разрыв 580 МПа. Этот сплав чрезвычайно ударопрочный. Он наберет шесть баллов по шкале Мооса.

Нержавеющая сталь

Этот сплав имеет предел текучести 1560 МПа. Содержит 11% хрома. Он также содержит комбинацию никеля для повышения его коррозионной стойкости. Замечательно то, что он также имеет предел прочности на разрыв 1600 МПа.

Мартенситностареющая сталь

Сплав наряду с другими элементами содержит 15-25% никеля. Это титан, кобальт, алюминий и молибден. Он имеет низкое содержание углерода. Он имеет замечательный предел текучести, который составляет 1400-2400 МПа.

Инструментальная сталь

Люди используют этот сплав для изготовления различных инструментов. Это сплав двух металлов: вольфрама и кобальта.

Инконель

Этот союзник преодолевает суровые условия. Он с комфортом выдерживает высокие температуры. Сплав представляет собой комбинацию хрома, никеля и аустенита.

вольфрама

Этот металл имеет высокую прочность на разрыв по сравнению с обычными металлами. Вольфрам обычно хрупкий и может сломаться при ударе. Вы можете комбинировать вольфрам со сталью и другими металлами, чтобы создать прочный сплав.

Chromium

Хром — очень ценный металл по шкале Мооса. Точнее 9 баллов из десяти. К сожалению, он будет иметь низкие характеристики прочности на разрыв и скольжения. Вы можете усложнить задачу, добавив другие сплавы.

Титан

Титан можно определить как металл с высокой прочностью на разрыв, который может быть прочнее вольфрама. Будет плохо по твердости. Большинство его сплавов легкие и прочные. Кроме того, большинство его приложений в основном используются в аэрокосмической промышленности.

Карбид вольфрама

Этот сплав состоит из двух металлов: вольфрама и карбида. Вы можете использовать его, среди прочего, для изготовления ножей, сверл, дисковых пил. Сплав имеет предел прочности на разрыв от 500 до 1050 МПа. Однако его предел текучести составляет от 300 до 1000 МПа.

Утюг

это компонент стали. Многие используют этот металл для изготовления оружия и других полезных инструментов. Чугун измеряется в среднем по шкале Мооса с оценкой 5. Предел текучести составляет 246 МПа, а предел прочности составляет приблизительно 414 МПа.

Счет

Исходя из вышесказанного, самым прочным металлом на Земле будет сталь. На первый взгляд, стальной сплав обычно универсален. Производители делают это с учетом любых требований. Кроме того, он может быть изготовлен из других сплавов, чтобы сделать его самым твердым металлом во Вселенной.

По твердости лидирует хром. Справедливо сказать, что алмаз — самый твердый из известных минералов. Будет ясно различать их. Хром — самый твердый металл, а не самый твердый минерал.

Вы можете комбинировать хром со сталью для получения самого твердого сплава.

3. Иридий

Иридий
Как и его «брат» осмий, иридий относится к металлам платиновой группы и по внешнему виду напоминает платину. Он очень твердый и тугоплавкий. Чтобы растворить иридий, вам нужно будет зажечь огонь выше 2000 ° C.

Иридий считается одним из самых тяжелых металлов на Земле, а также одним из самых устойчивых к коррозии элементов.

Какой металлический сплав самый прочный в мире: справка редакции Zuzako

Ученые искусственно создали самый прочный металлический сплав на Земле. Они объединились на атомном уровне вдали от самых твердых металлов: платины и золота. В результате получается практически неразрушимый материал.

Есть понятное всем сравнение, показывающее, что полученный сплав — лучший. Если вы едете по асфальтированной дороге вокруг экватора с шинами из этого сплава, они изнашиваются только после того, как автомобиль «повернет» вокруг земного шара 500 раз.

Износостойкий сплав стоит дорого. Его производство конкурирует по цене с металлами, из которых он сделан.

Более твердый сплав, состоящий из соединений титана и золота, был разработан с целью создания из него протезов. Материал не окисляется и не вызывает отторжения тканей.

Друзья, вам понравился рейтинг самых твердых металлов, составленный нашими экспертами? Что еще вы хотели бы знать о страницах нашего сайта?

Особенности чистого вещества и его примесей

Еще одна особенность материала — парамагнитность. Это вещество не притягивается магнитным полем, но и не может быть из него вытеснено. Для производственных процессов стараются использовать титан в чистом виде без добавления примесей, так как он выдерживает максимальные нагрузки.

Любая добавка неметаллов к титану делает стандартный материал более хрупким. Примеси металла значительно снижают его жаропрочность. Титан даже с минимумом примесей — технический. Обычно именно эта разновидность наиболее устойчива к коррозии.

Важно: необычным свойством материала является то, что минимальные добавки других веществ радикально изменяют известные характеристики титана.

По сравнению с другими обычно используемыми элементами титан в 2 раза прочнее железа и в 6 раз прочнее алюминия. Рассматриваемый металл очень легко противостоит коррозии. Его антикоррозионные свойства значительно лучше, чем у алюминия и нержавеющей стали.

Как получают титан?

По натуральному распространению рассматриваемый материал занимает 10-е место. Кроме того, он чаще всего встречается в минералах в виде титановой кислоты. Эти титановые руды включают:

  • брукит;
  • анатаз;
  • рутил;
  • первоксит.

Эти минералы наиболее распространены в России, США, Великобритании, Японии, Испании, Бельгии и Франции.

Есть 4 известных способа получить этот материал:

  1. Метод электролиза. Соединения рассматриваемого вещества подвергаются сильному току, который разделяет минерал на составляющие.
  2. Магниево-термический метод. На первом этапе получают диоксид титана. Так что хлорировать его следует в присутствии специального катализатора, так как сам процесс слишком медленный и медленный. Получается газ, восстанавливаемый магнием или натрием. Компаунд нагревают, а затем из полученного материала плавят титан.
  3. Утонченность. Метод, при котором диоксид титана обрабатывают парами йода. Получается иодид титана, который максимально нагревают и подвергают воздействию электрического тока. По окончании воздействия получают два вещества: йод и сам титан.
  4. Метод гидрида кальция. Сначала должен быть получен гидрид титана. Впоследствии вещество делится на все входящие туда компоненты.

В массовой промышленности чаще всего используются методы 2 и 4, так как они помогают получить чистый материал при невысокой стоимости.

Осмий

Осмий также входит в список самых твердых металлов. Он является элементом платиновой группы и по своим свойствам аналогичен иридию. Этот тугоплавкий металл устойчив к агрессивным средам, имеет высокую плотность и трудно поддается механической обработке. Он был открыт английским ученым Смитсоном Теннантом в 1803 году. Этот металл широко используется в медицине. Из него делают элементы кардиостимуляторов, он же используется для создания легочного клапана. Он также широко используется в химической промышленности и в военных целях.

Осмий

2. Осмий

Осмий
Этот «крепкий орешек» в мире металлов относится к платиновой группе и имеет высокую плотность. Фактически, это самый плотный природный элемент на Земле (22,61 г / см3). По этой же причине осмий не плавится до 3033 ° C.

Когда он легирован другими металлами платиновой группы (такими как иридий, платина и палладий), он может использоваться во многих различных областях, где требуются твердость и долговечность. Например, для создания контейнеров для хранения ядерных отходов.

О металлах в природе

Металлы делятся на черные и цветные. Классический представитель первого типа — железо. Цветные — более дорогая группа.

Как производят металлы

Металлы в чистом виде в природе не встречаются. Они содержатся в минералах.

Их производство проходит следующие этапы:

  • определение вкладов;
  • добыча полезных ископаемых:
  • добыча металлов.

Самые прочные из металлов

Прочность — это свойство металла выдерживать внешние нагрузки. Сопротивление элемента обеспечивается его внутренней структурой, способной создавать внутренние напряжения, противостоящие внешнему давлению.

К более твердым металлам относятся:

  • титан;
  • рений;
  • бериллий;
  • хром;
  • тантал;
  • иридий.

История открытия

Понятие «металл» появилось в русском языке в XV-XVI веках. Это происходит из немецкого языка. С XVI века это понятие появилось в различных книгах. Это слово стало набирать популярность еще при Петре 1. Изначально его называли различные минералы, сплавы, минералы. Ломоносов разделял эти концепции.

найти чистый металл в природе очень сложно. Чаще всего попадаются составы из различных минералов и минералов. Они могут образовывать различные природные соединения: карбонаты, оксиды, сульфиды.

 

1. Вольфрам

Вольфрам - самый прочный металл в мире
Самый твердый металл, встречающийся в природе. Это редкое химическое вещество также является наиболее тугоплавким металлом (3422 ° C).

Впервые он был открыт в виде кислоты (триоксида вольфрама) в 1781 году шведским химиком Карлом Шееле. Дальнейшие исследования привели двух испанских ученых — Хуана Хосе и Фаусто д’Эльхуяра — к открытию кислоты из минерала вольфрамита, из которого они впоследствии выделили вольфрам с помощью угля.

Помимо того, что вольфрам широко используется в лампах накаливания, способность работать при экстремальных температурах делает его одним из наиболее интересных элементов для оружейной промышленности. Во время Второй мировой войны этот металл сыграл важную роль в установлении экономических и политических отношений между европейскими странами.

Вольфрам также используется для изготовления твердых сплавов и в аэрокосмической промышленности для изготовления сопел ракет.

Иридий

Следовательно, самый прочный металл — иридий. Его получают осаждением при растворении платины в серной кислоте. После реакции вещество приобретает черный цвет, в дальнейшем в процессе различных соединений оно может менять цвет — отсюда и название, что в переводе означает «радуга». Иридий был открыт в начале 19 века, и с тех пор было найдено только два способа его растворения: расплавленная щелочь и пероксид натрия.

Иридий в природе очень редок, в составе земли его количество не превышает 1 на 1 000 000 000. В результате унция материала стоит не менее 1000 долларов.

Иридий широко применяется в различных сферах деятельности человека, особенно в медицине. Он используется для изготовления глазных имплантатов, слуховых аппаратов, мозговых электродов и специальных капсул, которые вживляют в раковые опухоли.

Согласно теории ученых, такое небольшое количество вещества предполагает, что оно имеет инопланетное происхождение, а это означает, что оно было принесено каким-то астероидом.

Таблица предела прочности металлов

Металл Обозначение Максимальная прочность, МПа
Проводить Pb 18
Жестяная банка Sn ветры
Кадмий CD 62
Алюминий К 80
Бериллий Быть 140
Магний Mg 170
Медь Cu 220
Кобальт Co 240
Железо Fe 250
Ниобий Nb 340
Никель Ni 400
Титан Ты 600
Молибден Пн 700
Цирконий Zr 950
Вольфрам W 1200

Физико-химические параметры титана

Полностью свободный от примесей, этот элемент был впервые выведен в Швеции в 1825 году. Это сделал химик со знаменитой фамилией Берцелиус. Титан — легкий металл серебристо-белого оттенка. Имеет низкую молекулярную массу. Их всего 22. Этот предмет имеет следующие характеристики:

  1. Плотность — пока материал твердый, пока не достигнет точки кипения 4,51 г / куб. См. В форме жидкости плотность имеет другое значение — 4,12 г / куб
  2. Параметры плавления — 1668 ° С.
  3. Параметры кипения — 3227.
  4. Титан имеет небольшую эластичность, что считается существенным недостатком.
  5. Твердость по шкале HB имеет показатель 103. Она может варьироваться в зависимости от наличия примесей в веществе и достигать более высоких значений.
  6. В стандартных условиях рассматриваемый металл практически не ржавеет, что является его неоспоримым преимуществом.
  7. По биологическим показателям это полностью инертный материал, поэтому его активно применяют в медицине. Инерция может уменьшаться с повышением температуры. Например, при + 200 ° C металл успешно поглощает водород и меняет все свои характеристики.
  8. Малый и сильный ток проводимости.

Если взять за образец шкалу MOOS, титан имеет степень твердости 4,5. Это говорит о том, что это не самый твердый металл. Но из доступного твердого его используют чаще.

Оцените статью
Блог про металлы и сплавы