مقاوم ترین فلز در برابر سایش. سخت ترین فلز روی زمین چیست؟

یک باور رایج در مورد سختی، الماس یا فولاد داماش/فولاد دمشق است. اگر اولین ماده معدنی بر تمام مواد ساده موجود بر روی زمین که طبیعت خلق کرده برتری دارد، پس خواص شگفت انگیز تیغه های ساخته شده از فولاد کمیاب به دلیل مهارت شمشیرسازان و افزودنی های فلزات دیگر است. بسیاری از آلیاژهای فنی، به عنوان مثال، برای تولید برش های فوق سخت در صنعت مهندسی، ایجاد ابزارهای بادوام و قابل اعتماد با خواص منحصر به فرد، با این افزودنی ها در همزیستی معمول آهن و کربن، به طور خلاصه، به طور سنتی در ارتباط هستند. فولاد - کروم، تیتانیوم، وانادیم، مولیبدن، نیکل. وقتی خوانندگان می پرسند سخت ترین فلز جهان چیست، با رگباری از اطلاعات متناقض در صفحات وب سایت ها بمباران می شوند. در این نقش، به گفته نویسندگان مقالات مختلف، یا تنگستن یا کروم، یا ایریدیوم با اسمیم، یا تیتانیوم با تانتالیوم عمل می کنند.

برای عبور از جنگلی که همیشه به درستی تفسیر نشده است، البته حقایق دقیق، ارزش آن را دارد که به منبع اصلی رجوع کنیم - سیستم عناصر موجود در ترکیب و سایر اشیاء کیهانی، که توسط شیمیدان بزرگ روسی به بشریت واگذار شده است. فیزیکدان D.I. مندلیف. او دانش دایره‌المعارفی داشت، پیشرفت‌های علمی زیادی در دانش درباره ساختار، ترکیب و برهم‌کنش مواد داشت، علاوه بر جدول معروفی که بر اساس قانون تناوبی بنیادی که کشف کرد، به نام او نامگذاری شد.

سیارات نزدیک به خورشید - عطارد، زهره، مریخ، همراه با سیاره ما، به عنوان یکی - گروه زمینی طبقه بندی می شوند. دلایلی برای این امر نه تنها در میان اخترشناسان، فیزیکدانان و ریاضیدانان، بلکه در میان زمین شناسان و شیمیدانان نیز وجود دارد. دلیل چنین نتایجی در میان موارد اخیر، از جمله این واقعیت است که همه آنها عمدتاً از سیلیکات تشکیل شده اند، یعنی. مشتقات مختلف عنصر سیلیکون و همچنین ترکیبات فلزی متعدد از جدول دیمیتری ایوانوویچ.

به طور خاص، سیاره ما عمدتاً (تا 99٪) از ده عنصر تشکیل شده است:

اما انسان، علاوه بر آهن و آلیاژهای مبتنی بر آن که برای بقا و توسعه ضروری است، همیشه جذب فلزات گرانبها، که اغلب با احترام به آنها فلزات نجیب - طلا و نقره و بعدها پلاتین - می‌گویند، بسیار بیشتر بوده است.

همراه با او طبقه بندی علمیبه گفته شیمیدانان، گروه پلاتین شامل روتنیوم، رودیوم، پالادیوم و اسمیم با ایریدیم است. همه آنها نیز متعلق به فلزات نجیب هستند. بر اساس جرم اتمی آنها به طور معمول به دو زیر گروه تقسیم می شوند:

دو مورد آخر برای تحقیقات شبه علمی ما در مورد این که چه کسی در اینجا سخت‌ترین است، جالب توجه است. این به دلیل این واقعیت است که جرم اتمی بزرگ در مقایسه با سایر عناصر: 190.23 برای اسمیم، 192.22 برای ایریدیوم، طبق قوانین فیزیک، حاکی از چگالی ویژه عظیم و در نتیجه سختی این فلزات است.

اگر طلای متراکم و سنگین و سرب مواد نرم و پلاستیکی هستند که پردازش آنها آسان است، اسمیم و ایریدیوم که در اوایل XIXقرن ها شکننده بود. در اینجا لازم به یادآوری است که معیار این خاصیت فیزیکی این است که الماسی که می توان از آن برای حک کردن روی هر ماده سخت دیگری با منشأ طبیعی یا مصنوعی بدون تلاش زیاد استفاده کرد، بسیار شکننده است، یعنی. شکستن آن نسبتاً آسان است. اگرچه در نگاه اول این تقریبا غیرممکن به نظر می رسد.

علاوه بر این، اسمیوم و پالادیوم دارای خواص بسیار جالب تری هستند:

• نسوز بسیار بالا.
• مقاوم در برابر خوردگی و اکسیداسیون حتی در دمای بالا.
• در برابر اسیدهای غلیظ و سایر ترکیبات تهاجمی مقاوم است.

بنابراین، همراه با پلاتین، از جمله به صورت ترکیبات با آن، در تولید کاتالیزورهای بسیاری استفاده می شود. فرآیندهای شیمیایی، ابزار، تجهیزات، ابزار با دقت بالا در بخش های پزشکی، علمی، نظامی و فضایی فعالیت های انسانی.

این اسمیم و ایریدیوم است و دانشمندان پس از تحقیقات بر این باورند که این خاصیت تقریباً به همان اندازه طبیعت به آنها داده است، سخت ترین فلزات جهان هستند.



و همه چیز خوب خواهد بود، اما نه خیلی خوب. واقعیت این است که هم حضور آنها در پوسته زمین و هم تولید جهانی این مواد معدنی بسیار مفید ناچیز است:

• 10-11٪ محتوای آنها در پوسته جامد سیاره است.
• مقدار کل فلز خالص تولید شده در سال در حدود زیر است: 4 تن برای ایریدیوم، 1 تن برای اسمیم.
• قیمت اسمیوم تقریباً برابر با قیمت طلا است.

واضح است که این فلزات خاکی کمیاب و گران قیمت، علیرغم سختی، حتی نمی توانند به میزان محدودی به عنوان مواد اولیه برای تولید مورد استفاده قرار گیرند. شاید به عنوان افزودنی به آلیاژها، ترکیبات با فلزات دیگر برای ایجاد خواص منحصر به فرد.

چه کسی برای آنهاست؟

اما اگر کسی جایگزینی برای ایریدیوم با اسمیم پیدا نمی کرد، خودش نمی شد. از آنجایی که استفاده از آنها غیر عملی و بسیار گران است، توجه ناموفق به فلزات دیگری که کاربرد خود را در موقعیت های مختلف، صنایع ایجاد آلیاژهای جدید، مواد کامپوزیت، تولید تجهیزات، ماشین آلات و مکانیزم‌ها برای مصارف غیرنظامی و نظامی:

اگرچه سخت ترین فلز جهان یا بهتر است بگوییم دو تای آنها - ایریدیوم و اسمیم، فقط در شرایط آزمایشگاهی و همچنین به عنوان افزودنی های ناچیز به آلیاژها خواص منحصر به فرد خود را نشان داده اند، اما باید از سایر ترکیبات برای ایجاد مواد جدید ضروری برای انسان تشکر کرد. طبیعت و برای این هدیه در عین حال، شکی وجود ندارد که ذهن کنجکاو دانشمندان با استعداد و مخترعان باهوش مواد جدیدی با خواص منحصر به فرد به دست خواهند آورد، همانطور که قبلاً در مورد سنتز فولرن ها اتفاق افتاده است که مشخص شد سخت تر از الماس است. در حال حاضر تعجب آور است

هر آنچه باید در مورد تیتانیوم، کروم و تنگستن بدانید

بسیاری از مردم به این سوال علاقه دارند: سخت ترین فلز در جهان چیست؟ این تیتانیوم است. این ماده جامد تمرکز بیشتر مقاله خواهد بود. بیایید کمی با فلزات سختی مانند کروم و تنگستن نیز آشنا شویم.

9 حقایق جالبدر مورد تیتانیوم

1. چندین نسخه وجود دارد که چرا این فلز نام خود را گرفته است. یک نظریه این است که نام او از تیتان ها، موجودات ماوراء طبیعی بی باک، گرفته شده است. بر اساس یک نسخه دیگر، نام از Titania، ملکه پریان آمده است.
2. تیتانیوم در پایان قرن 18 توسط یک شیمیدان آلمانی و انگلیسی کشف شد.
3. تیتانیوم به دلیل شکنندگی طبیعی مدت زیادی است که در صنعت استفاده نشده است.
4. در آغاز سال 1925، پس از یک سری آزمایش، شیمیدانان تیتانیوم را در شکل خالص.
5. براده های تیتانیوم بسیار قابل اشتعال هستند.
6. یکی از سبک ترین فلزات است.
7. تیتانیوم فقط در دمای بالای 3200 درجه می تواند ذوب شود.
8. در دمای 3300 درجه می جوشد.
9. تیتانیوم رنگ نقره ای دارد.

تاریخچه کشف تیتانیوم

این فلز که بعداً تیتانیوم نام گرفت، توسط دو دانشمند - ویلیام گرگور انگلیسی و مارتین گرگور کلاپروت آلمانی کشف شد. دانشمندان به طور موازی کار می کردند و با یکدیگر تلاقی نداشتند. تفاوت اکتشافات 6 سال است.

ویلیام گرگور برای کشف خود نامی گذاشت: manakin.

بیش از 30 سال بعد، اولین آلیاژ تیتانیوم به دست آمد که معلوم شد بسیار شکننده است و نمی توان آن را در جایی استفاده کرد. اعتقاد بر این است که تنها در سال 1925 تیتانیوم به شکل خالص خود جدا شد که به یکی از محبوب ترین فلزات در صنعت تبدیل شد.

ثابت شده است که کریلوف دانشمند روسی در سال 1875 موفق به استخراج تیتانیوم خالص شد. او بروشوری را منتشر کرد که جزئیات کار خود را شرح می داد. با این حال، تحقیقات یک روسی کمتر شناخته شده مورد توجه قرار نگرفت.

اطلاعات کلی در مورد تیتانیوم

آلیاژهای تیتانیوم نجاتی برای مکانیک ها و مهندسان هستند. به عنوان مثال، بدنه هواپیما از تیتانیوم ساخته شده است. در طول پرواز، سرعت آن چندین برابر بیشتر از سرعت صوت است. محفظه تیتانیومی تا دمای بالای 300 درجه گرم می شود و ذوب نمی شود.

این فلز ده تا از "متداول ترین فلزات در طبیعت" را می بندد. ذخایر بزرگی در آفریقای جنوبی، چین و مقدار زیادی تیتانیوم در ژاپن، هند و اوکراین کشف شده است.

کل ذخایر جهانی تایتان ها بیش از 700 میلیون تن است. اگر نرخ تولید ثابت بماند، تیتانیوم کافی برای 150-160 سال دیگر وجود خواهد داشت.

بزرگترین تولید کننده سخت ترین فلز در جهان - شرکت روسی"VSMPO-Avisma" که یک سوم نیازهای جهان را برآورده می کند.

خواص تیتانیوم

1. مقاومت در برابر خوردگی.
2. استحکام مکانیکی بالا.
3. چگالی کم.

وزن اتمی تیتانیوم 47.88 آمو است. شماره سریال V جدول شیمیاییمندلیف - 22. از نظر ظاهری بسیار شبیه فولاد است.

چگالی مکانیکی فلز 6 برابر بیشتر از آلومینیوم و 2 برابر بیشتر از آهن است. می تواند با اکسیژن، هیدروژن، نیتروژن ترکیب شود. هنگامی که این فلز با کربن جفت می شود، کاربیدهای فوق العاده سختی تشکیل می دهد.

رسانایی حرارتی تیتانیوم 4 برابر کمتر از آهن و 13 برابر کمتر از آلومینیوم است.

فرآیند استخراج تیتانیوم

مقدار زیادی تیتانیوم در زمین وجود دارد، با این حال، استخراج آن از اعماق هزینه زیادی دارد. برای تولید از روش یدید استفاده می شود که نویسنده آن ون آرکل دی بوئر می باشد.

این روش مبتنی بر توانایی فلز برای ترکیب با ید است، پس از تجزیه این ترکیب، تیتانیوم خالص، عاری از ناخالصی های خارجی، به دست می آید.

جالب ترین چیزهای ساخته شده از تیتانیوم:

• پروتز در پزشکی؛
• برد دستگاه های موبایل؛
• سیستم های موشکی برای اکتشاف فضایی؛
• خطوط لوله، پمپ ها؛
• سایبان، قرنیز، روکش خارجی ساختمان ها؛
• اکثر قطعات (شاسی، تریم).

زمینه های کاربرد تیتانیوم

تیتانیوم به طور فعال در حوزه نظامی، پزشکی و جواهرات استفاده می شود. نام غیر رسمی "فلز آینده" به آن داده شد. بسیاری می گویند که به تبدیل رویاها به واقعیت کمک می کند.

سخت ترین فلز جهان در ابتدا در حوزه نظامی و دفاعی مورد استفاده قرار گرفت. امروزه مصرف کننده اصلی محصولات تیتانیوم صنعت هواپیماسازی است.

تیتانیوم یک ماده ساختمانی جهانی است. سال‌ها از آن برای ساخت توربین‌های هواپیما استفاده می‌شد. در موتورهای هواپیما، عناصر فن، کمپرسورها و دیسک ها از تیتانیوم ساخته می شوند.

طراحی مدرن هواپیمامی تواند حاوی 20 تن آلیاژ تیتانیوم باشد.

زمینه های اصلی کاربرد تیتانیوم در ساخت هواپیما:

• محصولات فضایی (لبه درها، دریچه ها، روکش، کفپوش)؛
• واحدها و اجزایی که در معرض بارهای سنگین هستند (براکت بال، ارابه فرود، سیلندرهای هیدرولیک).
• قطعات موتور (محفظه، تیغه های کمپرسور).

به لطف تیتانیوم، انسان توانست از دیوار صوتی عبور کرده و وارد فضا شود. برای ساخت سامانه های موشکی سرنشین دار استفاده شد. تیتان می تواند تشعشعات کیهانی، تغییرات دما و سرعت حرکت را تحمل کند.

این فلز چگالی کمی دارد که در صنعت کشتی سازی اهمیت دارد. محصولات ساخته شده از تیتانیوم سبک وزن هستند، به این معنی که وزن آن کاهش می یابد و قدرت مانور، سرعت و برد آن افزایش می یابد. اگر بدنه کشتی با تیتانیوم پوشانده شود، تا سالها نیازی به رنگ آمیزی نخواهد داشت - تیتانیوم زنگ نمی زند. آب دریا(مقاومت در برابر خوردگی).

اغلب این فلز در کشتی سازی برای ساخت موتورهای توربین، دیگ بخار و لوله های کندانسور استفاده می شود.

صنعت نفت و تیتانیوم

حفاری فوق عمیق یک منطقه امیدوار کننده برای استفاده از آلیاژهای تیتانیوم در نظر گرفته می شود. برای مطالعه و استخراج منابع زیرزمینی، باید به عمق زیرزمینی - بیش از 15 هزار متر نفوذ کرد. به عنوان مثال، لوله های مته آلومینیومی به دلیل گرانش خود پاره می شوند و تنها آلیاژهای تیتانیوم می توانند به اعماق بسیار زیاد برسند.

چندی پیش، تیتانیوم به طور فعال برای ایجاد چاه در قفسه های دریا مورد استفاده قرار گرفت. متخصصان از آلیاژهای تیتانیوم به عنوان تجهیزات استفاده می کنند:

• تاسیسات تولید نفت؛
• مخازن فشار قوی؛
• پمپ های اعماق دریا، خطوط لوله.

تیتانیوم در ورزش، پزشکی

تیتانیوم به دلیل استحکام و سبکی در زمینه ورزش بسیار محبوب است. چندین دهه پیش، یک دوچرخه از آلیاژهای تیتانیوم، اولین تجهیزات ورزشی ساخته شده از سخت ترین مواد در جهان ساخته شد. یک دوچرخه مدرن از بدنه تیتانیومی، همان فنرهای ترمز و صندلی تشکیل شده است.

چوب گلف تیتانیومی در ژاپن ساخته شده است. این دستگاه ها سبک و بادوام هستند اما بسیار گران هستند.

اکثر وسایلی که در کوله‌پشتی کوهنوردان و مسافران وجود دارد از تیتانیوم ساخته شده است - ظروف غذاخوری، ست‌های آشپزی، قفسه‌هایی برای استحکام چادر. تبرهای یخی تیتانیومی تجهیزات ورزشی بسیار محبوبی هستند.

این فلز در صنعت پزشکی تقاضای زیادی دارد. اکثر ابزارهای جراحی از تیتانیوم ساخته شده اند - سبک و راحت.

یکی دیگر از زمینه های کاربرد فلز در آینده، ایجاد پروتز است. تیتانیوم کاملاً با بدن انسان "ترکیب" می شود. پزشکان این فرآیند را " خویشاوندی واقعی " نامیدند. ساختارهای تیتانیوم برای عضلات و استخوان ها بی خطر هستند و به ندرت باعث ایجاد آن می شوند واکنش آلرژیک، توسط مایعات موجود در بدن از بین نمی روند. پروتزهای تیتانیومی بادوام هستند و می توانند بارهای فیزیکی زیادی را تحمل کنند.

تیتانیوم یک فلز شگفت انگیز است. این به فرد کمک می کند تا در زمینه های مختلف زندگی به ارتفاعات بی سابقه ای دست یابد. او به دلیل قدرت، سبکی و سبکی اش محبوب و مورد احترام است برای چندین سالخدمات

کروم یکی از سخت ترین فلزات است

حقایق جالب در مورد کروم

1. نام فلز از آن گرفته شده است کلمه یونانی«کروما» که به معنای رنگ است.
2. ب محیط طبیعیکروم به صورت خالص یافت نمی شود، بلکه فقط به شکل سنگ آهن کروم، اکسید دوگانه یافت می شود.
3. بزرگترین ذخایر این فلز در آفریقای جنوبی، روسیه، قزاقستان و زیمبابوه قرار دارد.
4. چگالی فلز – 7200 کیلوگرم بر متر مکعب.
5. کروم در دمای 1907 درجه ذوب می شود.
6. در دمای 2671 درجه می جوشد.
7. کروم کاملا خالص بدون ناخالصی با شکل پذیری و ویسکوزیته مشخص می شود. هنگامی که با اکسیژن، نیتروژن یا هیدروژن ترکیب می شود، فلز شکننده و بسیار سخت می شود.
8. این فلز نقره ای مایل به سفید توسط لوئی نیکلاس واکلین فرانسوی در پایان قرن 18 کشف شد.

خواص فلز کروم

کروم سختی بسیار بالایی دارد و می تواند شیشه را برش دهد. در اثر هوا یا رطوبت اکسید نمی شود. اگر فلز گرم شود، اکسیداسیون فقط در سطح رخ می دهد.

بیش از 15000 تن کروم خالص در سال مصرف می شود. شرکت انگلیسی Bell Metals پیشرو در تولید کروم خالص محسوب می شود.

ایالات متحده بیشترین مصرف کروم را دارد کشورهای غربیاروپا و ژاپن. بازار کروم بی ثبات است و قیمت ها طیف گسترده ای را شامل می شود.

زمینه های استفاده از کروم

اغلب برای ایجاد آلیاژها و پوشش های گالوانیکی (آبکاری کروم برای حمل و نقل) استفاده می شود.

کروم به فولاد اضافه می شود که بهبود می یابد خواص فیزیکیفلزی این آلیاژها در متالورژی آهنی بیشترین تقاضا را دارند.

خود فولاد برند محبوباز کروم (18٪) و نیکل (8٪) تشکیل شده است. چنین آلیاژهایی مقاومت بسیار خوبی در برابر اکسیداسیون و خوردگی دارند و حتی در دماهای بالا نیز بادوام هستند.

کوره های گرمایش از فولاد ساخته می شوند که حاوی یک سوم کروم است.

چه چیز دیگری از کروم ساخته شده است؟

1. لوله های سلاح گرم.
2. بدنه زیردریایی.
3. آجر که در متالورژی کاربرد دارد.

یکی دیگر از فلزات بسیار سخت تنگستن است.

حقایق جالب در مورد تنگستن

1. نام فلز ترجمه شده از آلمانی ("Wolf Rahm") به معنای "فم گرگ" است.
2. نسوزترین فلز جهان است.
3. تنگستن دارای رنگ خاکستری روشن است.
4. این فلز در پایان قرن 18 (1781) توسط کارل شیله سوئدی کشف شد.
5. تنگستن در دمای 3422 درجه ذوب می شود، در 5900 می جوشد.
6. فلز دارای چگالی 19.3 g/cm³ است.
7. جرم اتمی – 183.85، عنصر گروه VI در جدول تناوبیمندلیف (شماره سریال - 74).

فرآیند استخراج تنگستن

تنگستن به گروه بزرگی از فلزات کمیاب تعلق دارد. همچنین شامل روبیدیم و مولیبدن است. این گروه با شیوع کم فلزات در طبیعت و مقیاس کم مصرف مشخص می شود.

تولید تنگستن شامل 3 مرحله است:

• جداسازی فلز از سنگ معدن، انباشته شدن آن در محلول؛
• جداسازی ترکیب، تصفیه آن؛
• جداسازی فلز خالص از یک ترکیب شیمیایی تمام شده
• مواد اولیه برای تولید تنگستن شیلیت و ولفرامیت هستند.

کاربردهای تنگستن

تنگستن اساس اکثر آلیاژهای قوی است. از آن برای ساخت موتورهای هواپیما، قطعات دستگاه های خلاء الکتریکی و رشته های رشته ای استفاده می شود.
چگالی بالای این فلز امکان استفاده از تنگستن را برای ساخت موشک های بالستیک، گلوله ها، وزنه های تعادل و گلوله های توپخانه فراهم می کند.

ترکیبات مبتنی بر تنگستن برای پردازش فلزات دیگر، در صنعت معدن (حفاری چاه)، رنگ و لاک الکل، و منسوجات (به عنوان یک کاتالیزور برای سنتز آلی) استفاده می شود.

از ترکیبات پیچیده تنگستن آنها می سازند:

• سیم - مورد استفاده در کوره های گرمایش؛
• نوار، فویل، صفحات، ورق - برای نورد و آهنگری تخت.

تیتانیوم، کروم و تنگستن در صدر فهرست «سخت‌ترین فلزات جهان» قرار دارند. آنها در بسیاری از زمینه های فعالیت انسانی - هوانوردی و موشک، نظامی، ساخت و ساز، و در عین حال، این بسیار دور است. طیف کاملکاربرد فلزات

دنیای ما پر است حقایق شگفت انگیز، که برای بسیاری از افراد جالب است. خواص فلزات مختلف نیز از این قاعده مستثنی نیست. در بین این عناصر که 94 عدد در جهان وجود دارد، انعطاف پذیرترین و چکش خوارترین عناصر، همچنین دارای رسانایی الکتریکی بالا یا ضریب بزرگمقاومت در این مقاله ما صحبت خواهیم کرددر مورد سخت ترین فلزات و همچنین خواص منحصر به فرد آنها.

ایریدیوم در فهرست فلزاتی که با بیشترین سختی متمایز می شوند، رتبه اول را دارد. در آغاز قرن نوزدهم توسط شیمیدان انگلیسی اسمیتسون تنانت کشف شد. ایریدیوم دارای خواص فیزیکی زیر است:

• دارای رنگ سفید نقره ای است.
• نقطه ذوب آن 2466 درجه سانتیگراد است.
• نقطه جوش - 4428 o C؛
• مقاومت - 5.3·10-8 اهم·m.

از آنجایی که ایریدیوم سخت ترین فلز روی کره زمین است، پردازش آن دشوار است. اما همچنان در زمینه های مختلف صنعتی کاربرد دارد. به عنوان مثال از آن برای ساختن توپ های کوچکی که در نوک قلم استفاده می شود استفاده می شود. ایریدیوم برای ساخت اجزای موشک های فضایی، برخی از قطعات خودروها و غیره استفاده می شود.

ایریدیوم بسیار کمی در طبیعت وجود دارد. یافته های این فلز به نوعی شاهد سقوط شهاب سنگ ها در محل کشف آن است. این اجسام کیهانی حاوی مقادیر قابل توجهی فلز هستند. دانشمندان بر این باورند که سیاره ما نیز غنی از ایریدیوم است، اما ذخایر آن به هسته زمین نزدیک تر است.

جایگاه دوم در لیست ما به روتنیوم می رسد. کشف این فلز نقره ای خنثی متعلق به کارل کلاوس شیمیدان روسی است که در سال 1844 ساخته شده است. این عنصر متعلق به گروه پلاتین است. یک فلز کمیاب است. دانشمندان توانسته اند ثابت کنند که تقریباً 5 هزار تن روتنیم در این سیاره وجود دارد. استخراج تقریباً 18 تن فلز در سال امکان پذیر است.

روتنیوم به دلیل کمیت محدود و هزینه بالا به ندرت در صنعت استفاده می شود. در موارد زیر استفاده می شود:

• مقدار کمی از آن برای بهبود خواص خوردگی به تیتانیوم اضافه می شود.
• آلیاژ آن با پلاتین برای ایجاد تماس های الکتریکی که بسیار مقاوم هستند استفاده می شود.
• روتنیوم اغلب به عنوان کاتالیزور برای واکنش های شیمیایی.

فلزی به نام تانتالیوم که در سال 1802 کشف شد، جایگاه سوم را در فهرست ما دارد. توسط شیمیدان سوئدی A.G. Ekeberg کشف شد. برای مدت طولانی اعتقاد بر این بود که تانتالیوم با نیوبیم یکسان است. اما هاینریش رز شیمیدان آلمانی توانست ثابت کند که این دو عنصر متفاوت هستند. ورنر بولتون دانشمند آلمانی توانست در سال 1922 تانتالیوم را به شکل خالص آن جدا کند. این یک فلز بسیار کمیاب است. بزرگترین ذخایر سنگ معدن تانتالیوم در غرب استرالیا کشف شد.

تانتالیم به دلیل خواص منحصر به فردش فلزی است که بسیار مورد توجه است. در زمینه های مختلف کاربرد دارد:

• در پزشکی، تانتالیوم برای ساخت سیم و سایر عناصری که می توانند بافت ها را در کنار هم نگه دارند و حتی به عنوان جایگزین استخوان عمل کنند، استفاده می شود.
• آلیاژهای این فلز در برابر محیط های تهاجمی مقاوم هستند، به همین دلیل است که از آنها در ساخت تجهیزات هوافضا و الکترونیک استفاده می شود.
• تانتالیوم همچنین برای تولید انرژی در راکتورهای هسته ای استفاده می شود.
• این عنصر به طور گسترده در صنایع شیمیایی استفاده می شود.

کروم یکی از سخت ترین فلزات است. در سال 1763 در روسیه در یک کانسار در اورال شمالی کشف شد. دارای رنگ سفید مایل به آبی است، اگرچه مواردی وجود دارد که آن را یک فلز سیاه می دانند. کروم را نمی توان یک فلز کمیاب نامید. کشورهای زیر از نظر ذخایر غنی هستند:

• قزاقستان؛
• روسیه؛
• ماداگاسکار؛
• زیمبابوه

در کشورهای دیگر نیز ذخایر کروم وجود دارد. این فلز به طور گسترده ای در شاخه های مختلف متالورژی، علم، مهندسی مکانیک و غیره استفاده می شود.

جایگاه پنجم در لیست سخت ترین فلزات به بریلیم تعلق دارد. کشف آن متعلق به شیمیدان فرانسوی لوئیس نیکولا واکلین است که در سال 1798 انجام شد. این فلز دارای رنگ سفید نقره ای است. بریلیم علیرغم سختی، ماده ای شکننده است که پردازش آن را بسیار دشوار می کند. برای ایجاد بلندگوهای با کیفیت بالا استفاده می شود. برای ایجاد سوخت جت و مواد نسوز استفاده می شود. این فلز به طور گسترده ای در ایجاد فناوری هوافضا و سیستم های لیزری استفاده می شود. همچنین در انرژی هسته ایو در ساخت تجهیزات اشعه ایکس.

در لیست سخت ترین فلزات، اسمیم نیز وجود دارد. این عنصر متعلق به گروه پلاتین است و خواص آن مشابه ایریدیوم است. این فلز نسوز در برابر محیط های تهاجمی مقاوم است، چگالی بالایی دارد و پردازش آن دشوار است. توسط دانشمند اسمیتسون تنانت از انگلستان در سال 1803 کشف شد. این فلز به طور گسترده در پزشکی استفاده می شود. عناصر ضربان ساز از آن ساخته می شود و برای ایجاد دریچه ریوی نیز استفاده می شود. همچنین به طور گسترده در صنایع شیمیایی و برای اهداف نظامی استفاده می شود.

رنیوم فلز نقره انتقالی جایگاه هفتم را در لیست ما دارد. فرضیه وجود این عنصر توسط D.I Mendeleev در سال 1871 مطرح شد و شیمیدانان آلمانی موفق به کشف آن در سال 1925 شدند. تنها 5 سال پس از این، امکان استخراج این فلز کمیاب، بادوام و نسوز فراهم شد. در آن زمان امکان به دست آوردن 120 کیلوگرم رنیم در سال وجود داشت. اکنون میزان تولید سالانه فلز به 40 تن افزایش یافته است. برای تولید کاتالیزور استفاده می شود. همچنین برای ایجاد کنتاکت های الکتریکی که می توانند خود تمیز شوند استفاده می شود.

تنگستن خاکستری نقره ای نه تنها یکی از سخت ترین فلزات است، بلکه در نسوز بودن نیز پیشرو است. فقط در دمای 3422 درجه سانتیگراد ذوب می شود. به لطف این خاصیت، از آن برای ایجاد عناصر رشته ای استفاده می شود. آلیاژهای ساخته شده از این عنصر استحکام بالایی دارند و اغلب برای مصارف نظامی استفاده می شوند. از تنگستن برای ساخت ابزار جراحی نیز استفاده می شود. همچنین برای ساخت ظروف که مواد رادیواکتیو در آنها ذخیره می شود استفاده می شود.

یکی از سخت ترین فلزات اورانیوم است. در سال 1840 توسط شیمیدان Peligo کشف شد. D.I. مندلیف کمک زیادی به مطالعه خواص این فلز کرد. خواص رادیواکتیو اورانیوم توسط دانشمند A. A. Becquerel در سال 1896 کشف شد. سپس شیمیدانی از فرانسه تابش فلزی کشف شده را اشعه بکرل نامید. اورانیوم اغلب در طبیعت یافت می شود. کشورهایی که بیشترین ذخایر سنگ اورانیوم را دارند استرالیا، قزاقستان و روسیه هستند.

جایگاه آخر در ده سخت ترین فلزات به تیتانیوم می رسد. برای اولین بار این عنصر به شکل خالص توسط شیمیدان جی. برزلیوس از سوئد در سال 1825 بدست آمد. تیتانیوم فلزی سبک وزن به رنگ سفید نقره ای است که دوام بالایی دارد و در برابر خوردگی و تنش های مکانیکی مقاوم است. آلیاژهای تیتانیوم در بسیاری از شاخه‌های مهندسی مکانیک، پزشکی و صنایع شیمیایی استفاده می‌شوند.

استفاده از فلزات در زندگی روزمرهدر طلوع رشد بشر آغاز شد و اولین فلز مس بود، زیرا در طبیعت موجود است و به راحتی قابل پردازش است. بی دلیل نیست که باستان شناسان در حین کاوش ها محصولات و ظروف مختلف خانگی از این فلز را پیدا می کنند. در روند تکامل، مردم به تدریج یاد گرفتند که فلزات مختلف را ترکیب کنند و آلیاژهای بادوام فزاینده ای مناسب برای ساخت ابزار و بعداً سلاح به دست آورند. امروزه آزمایشات ادامه دارد که به لطف آنها می توان قوی ترین فلزات جهان را شناسایی کرد.

• استحکام ویژه بالا؛
• مقاومت در برابر درجه حرارت بالا؛
• چگالی کم؛
• مقاومت در برابر خوردگی؛
• مقاومت مکانیکی و شیمیایی

تیتانیوم در صنایع نظامی، پزشکی هوانوردی، کشتی سازی و سایر زمینه های تولید استفاده می شود.

معروف ترین عنصری که یکی از قوی ترین فلزات جهان به شمار می رود و در شرایط عادییک فلز رادیواکتیو ضعیف است. در طبیعت یافت می شود دولت آزادو در سنگهای رسوبی اسیدی. بسیار سنگین است، به طور گسترده در همه جا پراکنده شده و دارای خواص پارامغناطیس، انعطاف پذیری، چکش خواری و شکل پذیری نسبی است. اورانیوم در بسیاری از مناطق تولید استفاده می شود.

این فلز که به عنوان نسوزترین فلز موجود شناخته می شود، یکی از قوی ترین فلزات جهان است. این یک عنصر انتقالی جامد از رنگ خاکستری نقره ای براق است. دارای استحکام بالا، نسوز عالی، مقاومت در برابر تاثیرات شیمیایی. با توجه به خواصی که دارد، می توان آن را آهنگری کرد و به صورت نخ نازک کشید. به عنوان رشته تنگستن شناخته می شود.

در میان نمایندگان این گروه، آن را یک فلز انتقالی با چگالی بالا با رنگ سفید نقره ای می دانند. در طبیعت به شکل خالص وجود دارد، اما در مواد خام مولیبدن و مس یافت می شود. با سختی و چگالی بالا مشخص می شود و دارای نسوز عالی است. استحکام آن افزایش یافته است که به دلیل تغییرات مکرر دما از بین نمی رود. رنیوم یک فلز گران قیمت است و هزینه بالایی دارد. مورد استفاده در تکنولوژی مدرن و الکترونیک.

فلزی براق نقره‌ای مایل به سفید با رنگ مایل به آبی، از گروه پلاتین است و یکی از قوی‌ترین فلزات جهان به‌شمار می‌رود. مشابه ایریدیوم، چگالی اتمی بالا، استحکام و سختی بالایی دارد. از آنجایی که اسمیم یک فلز پلاتین است، خواصی شبیه به ایریدیوم دارد: نسوز، سختی، شکنندگی، مقاومت در برابر استرس مکانیکی و همچنین در برابر تأثیر محیط های تهاجمی. پیدا شد کاربرد گستردهدر جراحی، میکروسکوپ الکترونی، صنایع شیمیایی، موشک، تجهیزات الکترونیکی.

از گروه فلزات است و عنصری خاکستری روشن با سختی نسبی و سمیت بالا می باشد. بریلیم به دلیل خواص منحصر به فرد خود در مناطق مختلف تولیدی مورد استفاده قرار می گیرد:

• انرژی هسته ای؛
• مهندسی هوافضا;
• متالورژی;
• تکنولوژی لیزر؛
• انرژی هسته ای

بریلیم به دلیل سختی بالا در تولید آلیاژهای آلیاژی و مواد نسوز استفاده می شود.

بعدی در لیست ده فلز قوی در جهان کروم است - فلزی سخت و با استحکام بالا به رنگ آبی مایل به سفید، مقاوم در برابر قلیایی ها و اسیدها. در طبیعت به صورت خالص وجود دارد و به طور گسترده در شاخه های مختلف علم، فناوری و تولید استفاده می شود. کروم برای ایجاد آلیاژهای مختلف استفاده می شود که در ساخت تجهیزات پردازش پزشکی و شیمیایی استفاده می شود. هنگامی که با آهن ترکیب می شود، آلیاژی به نام فروکروم را تشکیل می دهد که در ساخت ابزارهای برش فلز استفاده می شود.

تانتالیوم شایسته برنز در رتبه بندی است، زیرا یکی از قوی ترین فلزات در جهان است. این فلز نقره ای با سختی و چگالی اتمی بالا است. به دلیل تشکیل یک لایه اکسید روی سطح آن، دارای رنگ سربی است.

خواص متمایز تانتالیوم استحکام بالا، نسوز، مقاومت در برابر خوردگی و مقاومت در برابر محیط های تهاجمی است. این فلز یک فلز نسبتاً انعطاف پذیر است و به راحتی می توان آن را ماشین کاری کرد. امروزه تانتالیوم با موفقیت استفاده می شود:

• در صنایع شیمیایی؛
• در طول ساخت راکتورهای هسته ای؛
• در تولید متالورژی؛
• هنگام ایجاد آلیاژهای مقاوم در برابر حرارت.

دومین جایگاه در رتبه بندی بادوام ترین فلزات جهان را روتنیوم، فلز نقره ای متعلق به گروه پلاتین، به خود اختصاص داده است. ویژگی آن وجود در ترکیب آن است بافت عضلانیموجودات زنده از خواص با ارزش روتنیم می توان به استحکام بالا، سختی، نسوز، مقاومت شیمیایی و توانایی تشکیل ترکیبات پیچیده اشاره کرد. روتنیم کاتالیزور بسیاری از واکنش های شیمیایی در نظر گرفته می شود و به عنوان ماده ای برای ساخت الکترودها، تماس ها و نوک های تیز عمل می کند.

رتبه بندی قوی ترین فلزات در جهان توسط ایریدیوم - یک فلز نقره ای-سفید، سخت و نسوز که متعلق به گروه پلاتین است - در راس آن قرار دارد. در طبیعت، عنصر با مقاومت بالا بسیار نادر است و اغلب با اسمیم ترکیب می شود. به دلیل سختی طبیعی، ماشین کاری آن دشوار است و در برابر ضربه بسیار مقاوم است. شیمیایی. ایریدیوم با قرار گرفتن در معرض هالوژن ها و پراکسید سدیم به سختی واکنش نشان می دهد.

این فلز در حال پخش است نقش مهمدر زندگی روزمره برای بهبود مقاومت در برابر محیط های اسیدی به تیتانیوم، کروم و تنگستن اضافه می شود، در ساخت لوازم التحریر استفاده می شود و در جواهرات برای ساخت جواهرات استفاده می شود. هزینه ایریدیوم به دلیل حضور محدود آن در طبیعت همچنان بالاست.

امروز قوی ترین فلزات جهان را بررسی می کنیم و خواص آنها را مورد بحث قرار می دهیم. و تیتانیوم "رده بندی قدرت" را باز می کند.

بادوام ترین نیست؟

نام فلز احتمالاً از نام قهرمان یونان باستان تیتان گرفته شده است. بنابراین، ما این فلز را با تخریب ناپذیری مرتبط می‌دانیم. بسیاری تیتانیوم را قوی ترین فلز جهان می دانند. با این حال، در واقعیت، این دور از مورد است.

تیتانیوم خالص اولین بار در سال 1925 به دست آمد. روشن مواد جدیدبه دلیل تعدادی از خواص بلافاصله توجه را به خود جلب کرد. تیتانیوم به طور فعال در بخش صنعتی استفاده می شود.

امروزه تیتانیوم در بین فلزات طبیعی از نظر شیوع در جایگاه دهم قرار دارد. پوسته زمین حدود 700 میلیون تن است. یعنی مواد اولیه فعلی تا 150 سال دیگر دوام خواهد داشت.

تیتانیوم خواص بسیار خوبی دارد. این فلز سبک و بادوام است که در برابر خوردگی مقاوم است. می توان آن را به راحتی عملیات حرارتی کرد و کاربردهای گسترده ای دارد. با سایر عناصر جدول تناوبی فقط زمانی که گرم شود تعامل دارد. به طور طبیعی در سنگ معدن روتیل و ایلمنیت یافت می شود. تیتانیوم خالص از تف جوشی سنگ معدن با کلر به دست می آید.

قادر به تحمل بارهای سنگین است. این فلز با استحکام بالا و مقاومت در برابر ضربه متمایز می شود. در ساخت استفاده می شود وسایل نقلیه، موشک ها و حتی زیردریایی ها. تیتانیوم می تواند فشار را حتی در اعماق زیاد تحمل کند.

در صنعت پزشکی نیز محبوب است. پروتزهای مبتنی بر آن با بافت های بدن تعامل ندارند و در معرض خوردگی نیستند. اما با گذشت سالها شروع به فرسودگی می کند که شما را مجبور می کند پروتز را با یک پروتز جدید جایگزین کنید.

تحولات جدید

در سال 2016، دانشمندان راهی برای بهبود خواص تیتانیوم و دوام بیشتر آن پیدا کردند. هدف اصلی این تحقیق یافتن ماده ای بادوام تر و سازگار با بافت های بدن است. و بعد یاد طلایی افتادیم که سال هاست در پروتز استفاده می شود.

آلیاژ تیتانیوم و طلا، پس از چندین تلاش برای یافتن نسبت ایده آل اجزا، به طرز باورنکردنی بادوام بود. 4 برابر قوی تر از سایر فلزات که امروزه برای پروتز استفاده می شود.

تانتالیوم

یکی از قوی ترین فلزات به نام خدای یونان باستانتانتالوس که زئوس را خشمگین کرد و به جهنم انداخته شد. دارای رنگ سفید نقره ای با رنگ مایل به آبی است. این عنصر مشخصه ماگمای گرانیتی و قلیایی است. از معدنی کلتان استخراج می شود که بزرگترین ذخایر آن در برزیل و آفریقا قرار دارد.

در سال 1802 افتتاح شد. سپس آن را نوعی کلمبیوم در نظر گرفتند، اما بعداً مشخص شد که این دو فلز متفاوت با خواص مشابه هستند. تنها 100 سال بعد، بدست آوردن تانتالیم خالص ممکن شد. هزینه آن امروزه بسیار بالا است - 150 دلار به ازای هر 1 کیلوگرم فلز.

تانتالیوم یک فلز نسوز با چگالی نسبتاً بالا است. از نظر شیمیایی پایدار است زیرا در اسیدهای رقیق حل نمی شود. تانتالیوم به صورت پودر در هوا به خوبی می سوزد. برای ساخت خازن های الکترولیتی، بخاری ها در کوره های خلاء استفاده می شود. خازن های تانتالیوم عمر مفید سیستم های الکترونیکی را به 10-12 سال افزایش می دهند. قابل توجه است که حتی جواهرات نیز از آن استفاده کرده اند - آنها جایگزین پلاتین می شوند.

آزمایش مقاومت فلزات نشان داد که آلیاژ تانتالیوم و تنگستن تقریباً صد در صد استحکام دارد.

اوسمیوم بسیار ...

اوسمیوم یکی دیگر از فلزات فوق العاده قوی است. همچنین در لیست کمیاب ترین و گران ترین ها قرار دارد. در پوسته زمین به مقدار بسیار کمی وجود دارد. به عنوان پراکنده طبقه بندی می شود، یعنی ذخایر خاص خود را ندارد. بنابراین استخراج آن با مشکلات عظیمی همراه است.

اسمیم از گروه فلزات پلاتین است. قیمت آن حدود 10000 دلار در هر گرم است. از نظر قیمت تنها پس از کالیفرنیای مصنوعی دوم است. از چندین ایزوتوپ تشکیل شده است که جداسازی آنها فوق العاده دشوار است. محبوب ترین ایزوتوپ اوسمیوم-187 است. قیمت هر گرم آن تا 200000 دلار هم می رسد!

اوسمیم رکورددار چگالی در بین فلزات است. علاوه بر این، این یک فلز با استحکام بالا است. آلیاژهای حاوی اسمیم در برابر خوردگی مقاوم شده و قوی تر و بادوام تر می شوند. از فلز به شکل خالص خود نیز استفاده می شود، مثلاً برای ساخت خودکارهای گران قیمت که عملاً تا سالها فرسوده نمی شوند و می نویسند.

کروم

کروم، کبالت و تنگستن از سال 1913 برای علم شناخته شده است و تحت یکی شده است نام مشترک- ستاره ها آنها حتی در دمای 600 درجه سانتیگراد نیز سخت می مانند.

این فلز عمدتاً در لایه های عمیق زمین یافت می شود. همچنین در شهاب‌سنگ‌های سنگی یافت می‌شود که آنالوگ‌های گوشته ما محسوب می‌شوند. فقط اسپینل های کرومی ارزش صنعتی دارند. بسیاری از مواد معدنی حاوی کروم کاملا بی فایده هستند. خالص ترین کروم از الکترولیز غلیظ به دست می آید محلول های آبییا الکترولیز سولفات کروم.

فلز در ترکیب با فولاد به طور قابل توجهی استحکام آن را افزایش می دهد و همچنین مقاومت در برابر اکسیداسیون را افزایش می دهد. ویژگی های فولاد را بدون کاهش شکل پذیری آن بهبود می بخشد.

روتنیوم

این فلز متعلق به گروه پلاتین است و جزء فلزات نجیب طبقه بندی می شود. با این حال، از فهرست آنها، روتنیوم کمترین نجیب در نظر گرفته می شود ... توسط دانشمند کارل-ارنست کلاوس در سال 1844 کشف شد. قابل ذکر است که استاد دائماً نتایج تحقیقات خود را بو و مزه می کرد. حتی یک بار هم سوخت حفره دهان، زمانی که یکی از ترکیبات روتنیم را که کشف کرده بود چشید.

ذخایر جهانی آن امروزه حدود 5000 تن است. روتنیوم برای مدت طولانیدر حال تحقیق است، اما بسیاری از خواص آن هنوز ناشناخته است. مشکل اینجاست که هنوز راهی برای خالص سازی کامل روتنیم پیدا نشده است. آلودگی مواد خام مانع از مطالعه خواص آن می شود. با این حال، پزشکان مطمئن هستند که استفاده از فلز در زندگی روزمره می تواند بروز بیماری را در میان جمعیت افزایش دهد. به همین دلیل است که انتشار ایزوتوپ روتنیوم-106 در اورال چنین طنین انداز را در مطبوعات ایجاد کرد. از این گذشته، روتنیوم-106 دارای خواص رادیواکتیو است.

در همان زمان، ارزش آن در سال 2017 به طور غیرمنتظره ای از تمام فلزات پلاتین پیشی گرفت.

ایریدیوم قوی ترین فلز است

ایریدیوم است که بالاترین قدرت را دارد. بله، از نظر چگالی کمتر از اسمیم است، اما دارای بالاترین ضریب استحکام است. به آن نادرترین فلز نیز می گویند، اما در واقع میزان استاتین در پوسته زمین حتی کمتر است.

ایریدیوم به دقت مورد مطالعه قرار گرفت. 70 سال بعد، خواص اصلی آن - استحکام باور نکردنی و مقاومت در برابر خوردگی - در سراسر جهان شناخته شده است. امروزه در بسیاری از صنایع از آن استفاده می شود. سهم شیراین فلز توسط صنایع شیمیایی مورد بهره برداری قرار می گیرد. باقیمانده در میان بسیاری از مناطق دیگر از جمله پزشکی و جواهرات توزیع می شود. ایریدیوم در ترکیب با پلاتین جواهراتی با کیفیت و بسیار بادوام ایجاد می کند.