Nodilumizturīgākais metāls. Kāds ir cietākais metāls uz zemes?

Izplatīts uzskats par cietību ir dimanta vai damaskas tērauds/damaskas tērauds. Ja pirmais minerāls ir pārāks par visām vienkāršajām vielām, kas eksistē uz Zemes, ko radījusi daba, tad no reta tērauda izgatavoto asmeņu apbrīnojamās īpašības ir saistītas ar zobenkaļu meistarību un citu metālu piedevām. Daudzi tehniskie sakausējumi, ko izmanto, piemēram, supercieto griezēju ražošanai mašīnbūves nozarē, radot izturīgus, uzticamus instrumentus ar unikālām īpašībām, ir saistīti ar šīm piedevām parastajā dzelzs un oglekļa simbiozē, īsumā, tradicionāli sauktā tērauds - hroms, titāns, vanādijs, molibdēns, niķelis. Kad lasītāji jautā, kas ir cietākais metāls pasaulē, viņi tiek bombardēti ar pretrunīgas informācijas straumi vietņu lapās. Šajā lomā, pēc dažādu rakstu autoru domām, vai nu volframs vai hroms, vai irīdijs ar osmiju, vai titāns ar tantalu.

Lai izkļūtu cauri ne vienmēr pareizi interpretētu, lai arī precīzu faktu džungļiem, ir vērts pievērsties pirmavotam - gan kompozīcijā, gan citos kosmiskajos objektos ietvertajai elementu sistēmai, ko cilvēcei atstājis izcilais krievu ķīmiķis un fiziķis D.I. Mendeļejevs. Viņam bija enciklopēdiskas zināšanas, viņš veica daudzus zinātniskus atklājumus zināšanās par vielu struktūru, sastāvu un mijiedarbību, kā arī slaveno tabulu, kas balstīta uz viņa atklāto fundamentālo periodisko likumu, kas nosaukts viņa vārdā.

Saulei tuvākās planētas - Merkurs, Venera, Marss kopā ar mūsu planētu tiek klasificētas kā viena - zemes grupa. Tam ir iemesli ne tikai astronomu, fiziķu un matemātiķu, bet arī ģeologu un ķīmiķu vidū. Iemesls šādiem secinājumiem starp pēdējiem cita starpā ir fakts, ka tie visi galvenokārt sastāv no silikātiem, t.i. dažādi elementa silīcija atvasinājumi, kā arī daudzi metālu savienojumi no Dmitrija Ivanoviča tabulas.

Jo īpaši mūsu planēta lielākoties (līdz 99%) sastāv no desmit elementiem:

Taču cilvēku līdztekus izdzīvošanai un attīstībai nepieciešamajai dzelzs un uz tās bāzes veidotajiem sakausējumiem daudz vairāk vienmēr ir piesaistījuši dārgmetāli, ko nereti ar cieņu dēvē par cēlmetāliem – zeltu un sudrabu, vēlāk arī platīnu.

Kopā ar viņu zinātniskā klasifikācija Pēc ķīmiķu domām, platīna grupā ietilpst rutēnijs, rodijs, pallādijs un osmijs ar irīdiju. Visi no tiem pieder arī cēlmetāliem. Pamatojoties uz to atomu masu, tos parasti iedala divās apakšgrupās:

Pēdējie divi ir īpaši interesanti mūsu pseidozinātniskajam pētījumam par tēmu, kuram šeit ir visgrūtāk. Tas ir saistīts ar faktu, ka lielā atomu masa, salīdzinot ar citiem elementiem: osmijam 190,23, irīdijam 192,22, saskaņā ar fizikas likumiem nozīmē arī milzīgu īpatnējo blīvumu un līdz ar to arī šo metālu cietību.

Ja blīvs, smagais zelts un svins ir mīkstas, plastiskas vielas, kuras ir viegli apstrādāt, tad osmijs un irīdijs, kas atklāti XIX sākums gadsimti izrādījās trausli. Te gan jāatceras, ka šīs fiziskās īpašības mērs ir tas, ka dimants, ar kuru bez lielas piepūles var iekalt uz jebkura cita cieta dabīgas vai mākslīgas izcelsmes materiāla, arī ir ārkārtīgi trausls, t.i. To ir diezgan viegli salauzt. Lai gan no pirmā acu uzmetiena tas šķiet gandrīz neiespējami.

Turklāt osmijam un pallādijam ir daudz vairāk interesantu īpašību:

• Ļoti augsta ugunsizturība.
• Izturīgs pret koroziju un oksidāciju pat tad, ja tiek uzkarsēts līdz augstām temperatūrām.
• Izturīgs pret koncentrētām skābēm un citiem agresīviem savienojumiem.

Tāpēc kopā ar platīnu, tostarp savienojumu veidā ar to, tos izmanto katalizatoru ražošanā daudziem. ķīmiskie procesi, augstas precizitātes instrumenti, aprīkojums, instrumenti cilvēka darbības medicīnas, zinātnes, militārajā un kosmosa nozarē.

Tas ir osmijs un irīdijs, un zinātnieki pēc pētījumiem uzskata, ka šī īpašība viņiem ir aptuveni vienādi dabas dota, ir cietākie metāli pasaulē.



Un viss būtu labi, bet ne pārāk labi. Fakts ir tāds, ka gan to klātbūtne zemes garozā, gan attiecīgi šo minerālu globālā ražošana ir niecīga:

• 10-11% ir to saturs planētas cietajā apvalkā.
• Kopējais saražotā tīrā metāla apjoms gadā ir robežās: 4 tonnas irīdijam, 1 t osmijam.
• Osmija cena ir aptuveni vienāda ar zelta cenu.

Ir skaidrs, ka šos retzemju, dārgos metālus, neskatoties uz to cietību, nevar pat ierobežoti izmantot kā izejvielas ražošanā; varbūt kā piedevas sakausējumiem, savienojumiem ar citiem metāliem, lai piešķirtu unikālas īpašības.

Kurš ir par viņiem?

Bet cilvēks nebūtu viņš pats, ja nebūtu atradis irīdija aizstājēju ar osmiju. Tā kā to izmantošana ir nepraktiska un pārāk dārga, uzmanība netika neveiksmīgi pievērsta citiem metāliem, kas atraduši savu pielietojumu dažādas situācijas, nozares jaunu sakausējumu, kompozītmateriālu radīšanai, iekārtu, mašīnu un mehānismu ražošanai gan civilam, gan militāram lietojumam:

Lai gan cietākais metāls pasaulē, vai drīzāk divi no tiem - irīdijs un osmijs, savas unikālās īpašības ir parādījuši tikai laboratorijas apstākļos un arī kā niecīgas piedevas sakausējumiem, citi savienojumi jaunu, cilvēkiem nepieciešamo materiālu radīšanai ir jāpateicas dabai un šai dāvanai. Tajā pašā laikā nav šaubu, ka talantīgu zinātnieku un izcilu izgudrotāju zinātkārie prāti nāks klajā ar jaunām vielām ar unikālām īpašībām, kā tas jau ir noticis ar fullerēnu sintēzi, kas izrādījās cietāka par dimantu, kas ir jau pārsteidzoši.

Viss, kas jums jāzina par titānu, kā arī hromu un volframu

Daudzus interesē jautājums: kāds ir cietākais metāls pasaulē? Tas ir titāns. Šī cietā viela tiks aplūkota lielākajā daļā raksta. Nedaudz iepazīsimies arī ar tādiem cietajiem metāliem kā hroms un volframs.

9 interesanti fakti par titānu

1. Ir vairākas versijas, kāpēc metāls ieguvis savu nosaukumu. Viena teorija ir tāda, ka viņš tika nosaukts titāniem, bezbailīgām pārdabiskām būtnēm. Saskaņā ar citu versiju, nosaukums cēlies no feju karalienes Titānijas.
2. Titānu 18. gadsimta beigās atklāja vācu un angļu ķīmiķis.
3. Titāns jau sen nav izmantots rūpniecībā tā dabiskā trausluma dēļ.
4. 1925. gada sākumā pēc virknes eksperimentu ķīmiķi ieguva titānu g. tīrā formā.
5. Titāna skaidas ir viegli uzliesmojošas.
6. Tas ir viens no vieglākajiem metāliem.
7. Titāns var kust tikai temperatūrā virs 3200 grādiem.
8. Vāra 3300 grādu temperatūrā.
9. Titānam ir sudraba krāsa.

Titāna atklāšanas vēsture

Metālu, kas vēlāk tika nosaukts par titānu, atklāja divi zinātnieki – anglis Viljams Gregors un vācietis Martins Gregors Klaprots. Zinātnieki strādāja paralēli un nekrustoja viens ar otru. Atklājumu atšķirība ir 6 gadi.

Viljams Gregors savam atklājumam deva vārdu: manakīns.

Vairāk nekā 30 gadus vēlāk tika iegūts pirmais titāna sakausējums, kas izrādījās ārkārtīgi trausls un nekur nebija izmantojams. Tiek uzskatīts, ka tikai 1925. gadā titāns tika izolēts tīrā veidā, kas kļuva par vienu no populārākajiem metāliem rūpniecībā.

Ir pierādīts, ka krievu zinātniekam Kirilovam 1875. gadā izdevās iegūt tīru titānu. Viņš publicēja brošūru, kurā sīki izklāstīts viņa darbs. Taču kāda mazpazīstama krieva pētījumi palika nepamanīti.

Vispārīga informācija par titānu

Titāna sakausējumi ir glābiņš mehāniķiem un inženieriem. Piemēram, lidmašīnas korpuss ir izgatavots no titāna. Lidojuma laikā tas sasniedz ātrumu, kas vairākas reizes pārsniedz skaņas ātrumu. Titāna korpuss uzkarst līdz temperatūrai virs 300 grādiem un nekūst.

Metāls noslēdz pirmo desmitnieku kategorijā “Visizplatītākie metāli dabā”. Lielas atradnes ir atklātas Dienvidāfrikā, Ķīnā un daudz titāna Japānā, Indijā un Ukrainā.

Kopējās pasaules titānu rezerves ir vairāk nekā 700 miljoni tonnu. Ja ražošanas rādītāji paliks nemainīgi, titāna pietiks vēl 150-160 gadiem.

Lielākais cietākā metāla ražotājs pasaulē - Krievijas uzņēmums"VSMPO-Avisma", kas apmierina trešdaļu pasaules vajadzību.

Titāna īpašības

1. Izturība pret koroziju.
2. Augsta mehāniskā izturība.
3. Zems blīvums.

Titāna atomu svars ir 47,88 amu, sērijas numurs V ķīmiskā tabula Mendeļejevs - 22. Ārēji tas ir ļoti līdzīgs tēraudam.

Metāla mehāniskais blīvums ir 6 reizes lielāks nekā alumīnija, 2 reizes lielāks nekā dzelzs. Tas var apvienoties ar skābekli, ūdeņradi, slāpekli. Savienojot ar oglekli, metāls veido neticami cietus karbīdus.

Titāna siltumvadītspēja ir 4 reizes mazāka nekā dzelzs un 13 reizes mazāka nekā alumīnija.

Titāna ieguves process

Zemē ir liels daudzums titāna, tomēr tā ieguve no dzīlēm maksā lielu naudu. Ražošanai tiek izmantota jodīda metode, kuras autors tiek uzskatīts par Van Arkel de Boer.

Metodes pamatā ir metāla spēja savienoties ar jodu, pēc šī savienojuma sadalīšanās var iegūt tīru titānu, bez svešiem piemaisījumiem.

Interesantākās lietas, kas izgatavotas no titāna:

• protēzes medicīnā;
• mobilo ierīču dēļi;
• raķešu sistēmas kosmosa izpētei;
• cauruļvadi, sūkņi;
• nojumes, karnīzes, ēku ārējais apšuvums;
• lielākā daļa detaļu (šasija, apdare).

Titāna pielietošanas jomas

Titānu aktīvi izmanto militārajā sfērā, medicīnā un juvelierizstrādājumos. Tam tika dots neoficiāls nosaukums "nākotnes metāls". Daudzi saka, ka tas palīdz sapņus pārvērst realitātē.

Cietākais metāls pasaulē sākotnēji tika izmantots militārajā un aizsardzības jomā. Mūsdienās galvenais titāna izstrādājumu patērētājs ir lidmašīnu rūpniecība.

Titāns ir universāls celtniecības materiāls. Daudzus gadus to izmantoja lidmašīnu turbīnu radīšanai. Lidmašīnu dzinējos ventilatora elementi, kompresori un diski ir izgatavoti no titāna.

Mūsdienu lidmašīnas dizains var saturēt līdz 20 tonnām titāna sakausējuma.

Galvenās titāna pielietošanas jomas gaisa kuģu būvē:

• telpiskas formas izstrādājumi (durvju apmales, lūkas, apšuvums, grīdas segums);
• agregāti un komponenti, kas ir pakļauti lielai slodzei (spārnu kronšteini, šasijas, hidrauliskie cilindri);
• dzinēja daļas (korpuss, kompresora lāpstiņas).

Pateicoties titānam, cilvēks varēja iziet cauri skaņas barjerai un ielauzties kosmosā. To izmantoja, lai izveidotu pilotējamas raķešu sistēmas. Titāns var izturēt kosmisko starojumu, temperatūras izmaiņas un kustības ātrumu.

Šim metālam ir zems blīvums, kas ir svarīgi kuģu būves nozarē. No titāna izgatavotie izstrādājumi ir viegli, kas nozīmē, ka svars tiek samazināts un to manevrētspēja, ātrums un darbības rādiuss ir palielinātas. Ja kuģa korpuss ir apšūts ar titānu, tas nebūs jākrāso daudzus gadus - titāns nerūsē jūras ūdens(korozijas izturība).

Visbiežāk šo metālu izmanto kuģu būvē turbīnu dzinēju, tvaika katlu un kondensatora cauruļu ražošanai.

Naftas rūpniecība un titāns

Īpaši dziļa urbšana tiek uzskatīta par daudzsološu jomu titāna sakausējumu izmantošanai. Lai pētītu un iegūtu pazemes resursus, nepieciešams iekļūt dziļi pazemē - vairāk nekā 15 tūkstošus metru. Piemēram, alumīnija urbšanas caurules plīsīs sava smaguma dēļ, un tikai titāna sakausējumi var sasniegt patiesi lielu dziļumu.

Ne tik sen titānu sāka aktīvi izmantot, lai izveidotu akas jūras plauktos. Speciālisti kā aprīkojumu izmanto titāna sakausējumus:

• naftas ieguves iekārtas;
• augstspiediena tvertnes;
• dziļūdens sūkņi, cauruļvadi.

Titāns sportā, medicīnā

Titāns ir ārkārtīgi populārs sporta jomā tā stiprības un viegluma dēļ. Pirms vairākām desmitgadēm no titāna sakausējumiem tika izgatavots velosipēds, pirmais sporta aprīkojums, kas izgatavots no cietākā materiāla pasaulē. Mūsdienīgs velosipēds sastāv no titāna korpusa, vienādām bremzēm un sēdekļa atsperēm.

Titāna golfa nūjas ir izveidotas Japānā. Šīs ierīces ir vieglas un izturīgas, taču ļoti dārgas.

Lielākā daļa mantu, kas atrodas alpīnistu un ceļotāju mugursomā, ir izgatavotas no titāna - trauki, gatavošanas komplekti, plaukti telšu stiprināšanai. Titāna ledus cirvji ir ļoti populārs sporta aprīkojums.

Šis metāls ir ļoti pieprasīts medicīnas nozarē. Lielākā daļa ķirurģisko instrumentu ir izgatavoti no titāna – viegli un ērti.

Vēl viena nākotnes metāla pielietojuma joma ir protezēšanas izveide. Titāns lieliski “kombinējas” ar cilvēka ķermeni. Ārsti šo procesu sauca par "īstu radniecību". Titāna struktūras ir drošas muskuļiem un kauliem un reti izraisa alerģiska reakcija, netiek iznīcināti ar šķidrumu organismā. Titāna protēzes ir izturīgas un var izturēt milzīgas fiziskās slodzes.

Titāns ir pārsteidzošs metāls. Tas palīdz cilvēkam sasniegt nepieredzētus augstumus dažādās dzīves jomās. Tas ir mīlēts un cienīts par savu spēku, vieglumu un ilgajiem kalpošanas gadiem.

Hroms ir viens no cietākajiem metāliem.

Interesanti fakti par hromu

1. Metāla nosaukums cēlies no grieķu vārda “chroma”, kas nozīmē krāsa.
2. B dabiska vide hroms nav atrodams tīrā veidā, bet tikai hroma dzelzsrūdas, dubultā oksīda veidā.
3. Lielākās metāla atradnes atrodas Dienvidāfrikā, Krievijā, Kazahstānā un Zimbabvē.
4. Metāla blīvums – 7200 kg/m3.
5. Hroms kūst 1907 grādu temperatūrā.
6. Vāra 2671 grādu temperatūrā.
7. Absolūti tīram hromam bez piemaisījumiem ir raksturīga elastība un viskozitāte. Savienojumā ar skābekli, slāpekli vai ūdeņradi metāls kļūst trausls un ļoti ciets.
8. Šo sudrabaini balto metālu 18. gadsimta beigās atklāja francūzis Luiss Nikolass Vokelins.

Hroma metāla īpašības

Hromam ir ļoti augsta cietība un tas var griezt stiklu. To neoksidē gaiss vai mitrums. Ja metāls tiek uzkarsēts, oksidēšanās notiks tikai uz virsmas.

Gadā tiek patērēts vairāk nekā 15 000 tonnu tīra hroma. Anglijas uzņēmums Bell Metals tiek uzskatīts par līderi tīra hroma ražošanā.

Lielākais hroma daudzums tiek patērēts ASV, Rietumeiropā un Japānā. Hroma tirgus ir nestabils, un cenas ir ļoti dažādas.

Hroma izmantošanas jomas

Visbiežāk izmanto sakausējumu un galvanisko pārklājumu veidošanai (transportēšanai paredzēta hromēšana).

Tēraudam pievieno hromu, kas uzlabo fizikālās īpašības metāls Šie sakausējumi ir vispieprasītākie melnajā metalurģijā.

Pats tērauds populārs zīmols sastāv no hroma (18%) un niķeļa (8%). Šādiem sakausējumiem ir lieliska izturība pret oksidāciju un koroziju, un tie ir izturīgi pat augstā temperatūrā.

Apkures krāsnis ir izgatavotas no tērauda, ​​kas satur trešdaļu hroma.

Kas vēl ir izgatavots no hroma?

1. Šaujamieroču stobri.
2. Zemūdens korpuss.
3. Ķieģeļi, kurus izmanto metalurģijā.

Vēl viens ārkārtīgi ciets metāls ir volframs.

Interesanti fakti par volframu

1. Metāla nosaukums tulkojumā no vācu valodas (“Wolf Rahm”) nozīmē “vilku putas”.
2. Tas ir ugunsizturīgākais metāls pasaulē.
3. Volframam ir gaiši pelēka nokrāsa.
4. Metālu 18. gadsimta beigās (1781) atklāja zviedrs Kārlis Šēle.
5. Volframs kūst 3422 grādu temperatūrā, vārās 5900.
6. Metāla blīvums ir 19,3 g/cm³.
7. Atommasa – 183,85, VI grupas elements in periodiskā tabula Mendeļejevs (sērijas numurs – 74).

Volframa ieguves process

Volframs pieder lielai reto metālu grupai. Tas ietver arī rubīdiju un molibdēnu. Šai grupai ir raksturīga zema metālu izplatība dabā un neliels patēriņa apjoms.

Volframa ražošana sastāv no 3 posmiem:

• metāla atdalīšana no rūdas, akumulēšana šķīdumā;
• savienojuma izolēšana, tā attīrīšana;
• tīra metāla atdalīšana no gatavā ķīmiskā savienojuma.
• Volframa ražošanas izejmateriāli ir šelīts un volframīts.

Volframa pielietojumi

Volframs ir vairuma stipro sakausējumu pamatā. To izmanto lidmašīnu dzinēju, elektrisko vakuuma ierīču daļu un kvēldiegu izgatavošanai.
Metāla augstais blīvums ļauj izmantot volframu, lai izveidotu ballistiskās raķetes, lodes, pretsvarus un artilērijas lādiņus.

Uz volframa bāzes izgatavotus savienojumus izmanto citu metālu apstrādei, kalnrūpniecībā (urbumu urbšanai), krāsām un lakām, kā arī tekstilizstrādājumiem (kā organiskās sintēzes katalizatoru).

No sarežģītiem volframa savienojumiem tie ražo:

• vadi – izmanto apkures krāsnīs;
• lentes, folija, plāksnes, loksnes - velmēšanai un plakanai kalšanai.

Titāns, hroms un volframs ir pasaules cietāko metālu saraksta augšgalā. Tos izmanto daudzās cilvēka darbības jomās - aviācijā un raķetē, militārajā, celtniecībā, un tajā pašā laikā tas ir tālu no pilnu klāstu metālu pielietojums.

Mūsu pasaule ir pilna pārsteidzoši fakti, kas ir interesanti daudziem cilvēkiem. Dažādu metālu īpašības nav izņēmums. Starp šiem elementiem, kuru pasaulē ir 94, ir kaļamākie un kaļamākie, ir arī tādi ar augstu elektrovadītspēju vai liels koeficients pretestība. Šajā rakstā mēs parunāsim par cietākajiem metāliem, kā arī to unikālajām īpašībām.

Iridijs ieņem pirmo vietu to metālu sarakstā, kas izceļas ar vislielāko cietību. To 19. gadsimta sākumā atklāja angļu ķīmiķis Smitsons Tenants. Iridiumam ir šādas fizikālās īpašības:

• ir sudrabaini balta krāsa;
• tā kušanas temperatūra ir 2466 o C;
• viršanas temperatūra – 4428 o C;
• pretestība – 5,3·10−8Ohm·m.

Tā kā irīdijs ir cietākais metāls uz planētas, to ir grūti apstrādāt. Bet to joprojām izmanto dažādās rūpniecības jomās. Piemēram, to izmanto, lai izgatavotu mazas bumbiņas, kuras izmanto pildspalvu uzgaļos. Iridiju izmanto, lai izgatavotu komponentus kosmosa raķetēm, dažas automašīnu daļas un daudz ko citu.

Iridijs dabā sastopams ļoti maz. Šī metāla atradumi ir sava veida pierādījumi tam, ka meteorīti nokrituši vietā, kur tas tika atklāts. Šie kosmiskie ķermeņi satur ievērojamu daudzumu metāla. Zinātnieki uzskata, ka arī mūsu planēta ir bagāta ar irīdiju, taču tās atradnes atrodas tuvāk Zemes kodolam.

Otrajā vietā mūsu sarakstā ir rutēnijs. Šī inertā sudraba metāla atklājums pieder krievu ķīmiķim Kārlim Klausam, kas tika izgatavots 1844. gadā. Šis elements pieder platīna grupai. Tas ir rets metāls. Zinātnieki ir spējuši konstatēt, ka uz planētas ir aptuveni 5 tūkstoši tonnu rutēnija. Gadā iespējams iegūt aptuveni 18 tonnas metāla.

Tā ierobežotā daudzuma un augsto izmaksu dēļ rutēnijs tiek reti izmantots rūpniecībā. To lieto šādos gadījumos:

• nelielu daudzumu tā pievieno titānam, lai uzlabotu korozijas īpašības;
• tā sakausējums ar platīnu tiek izmantots, lai izveidotu elektriskos kontaktus, kas ir ļoti izturīgi;
• rutēnijs bieži tiek izmantots kā katalizators ķīmiskās reakcijas.

1802. gadā atklātais metāls, ko sauc par tantalu, ieņem trešo vietu mūsu sarakstā. To atklāja zviedru ķīmiķis A. G. Ekebergs. Ilgu laiku tika uzskatīts, ka tantals ir identisks niobijam. Bet vācu ķīmiķim Heinriham Rouzam izdevās pierādīt, ka tie ir divi dažādi elementi. Zinātnieks Verners Boltons no Vācijas spēja izolēt tantalu tīrā veidā 1922. gadā. Šis ir ļoti rets metāls. Lielākās tantala rūdas atradnes tika atklātas Rietumaustrālijā.

Pateicoties savām unikālajām īpašībām, tantals ir ļoti pieprasīts metāls. To izmanto dažādās jomās:

• medicīnā tantalu izmanto, lai izgatavotu stiepli un citus elementus, kas var saturēt audus kopā un pat darboties kā kaulu aizstājējs;
• sakausējumi ar šo metālu ir izturīgi pret agresīvu vidi, tāpēc tos izmanto kosmosa iekārtu un elektronikas ražošanā;
• tantalu izmanto arī enerģijas radīšanai kodolreaktoros;
• elements tiek plaši izmantots ķīmiskajā rūpniecībā.

Hroms ir viens no cietākajiem metāliem. Tas tika atklāts Krievijā 1763. gadā atradnē Ziemeļurālos. Tam ir zilgani balta krāsa, lai gan ir gadījumi, kad to uzskata par melnu metālu. Hromu nevar saukt par retu metālu. Šādas valstis ir bagātas ar tās atradnēm:

• Kazahstāna;
• Krievija;
• Madagaskara;
• Zimbabve.

Hroma atradnes ir arī citās valstīs. Šo metālu plaši izmanto dažādās metalurģijas, zinātnes, mašīnbūves un citās nozarēs.

Piekto vietu cietāko metālu sarakstā ieņem berilijs. Tās atklājums pieder ķīmiķim Luisam Nikolasam Vokelinam no Francijas, kas tika izgatavots 1798. gadā. Šim metālam ir sudrabaini balta krāsa. Neskatoties uz cietību, berilijs ir trausls materiāls, kas apgrūtina tā apstrādi. To izmanto, lai izveidotu augstas kvalitātes skaļruņus. To izmanto, lai radītu reaktīvo degvielu un ugunsizturīgus materiālus. Metālu plaši izmanto kosmosa tehnoloģiju un lāzersistēmu izveidē. To izmanto arī atomenerģija un rentgena iekārtu ražošanā.

Cietāko metālu sarakstā ir arī osmijs. Tas ir elements, kas pieder pie platīna grupas, un tā īpašības ir līdzīgas irīdijam. Šis ugunsizturīgais metāls ir izturīgs pret agresīvu vidi, tam ir augsts blīvums un to ir grūti apstrādāt. To atklāja zinātnieks Smitsons Tenants no Anglijas 1803. gadā. Šo metālu plaši izmanto medicīnā. No tā tiek izgatavoti elektrokardiostimulatoru elementi, un to izmanto arī plaušu vārstuļa izveidošanai. To plaši izmanto arī ķīmiskajā rūpniecībā un militāriem mērķiem.

Pārejas sudraba metāla rēnijs ieņem septīto pozīciju mūsu sarakstā. Pieņēmumu par šī elementa esamību 1871. gadā izteica D. I. Mendeļejevs, un Vācijas ķīmiķiem to izdevās atklāt 1925. gadā. Tikai 5 gadus pēc tam bija iespējams izveidot šī retā, izturīgā un ugunsizturīgā metāla ieguvi. Tajā laikā gadā bija iespējams iegūt 120 kg rēnija. Tagad metāla ražošanas apjoms gadā pieaudzis līdz 40 tonnām. To izmanto katalizatoru ražošanai. To izmanto arī, lai izveidotu elektriskus kontaktus, kas var pašattīrīties.

Sudrabpelēks volframs ir ne tikai viens no cietākajiem metāliem, bet arī vadošais ugunsizturībā. To var izkausēt tikai 3422 o C temperatūrā. Pateicoties šai īpašībai, to izmanto, lai izveidotu kvēlspuldzes elementus. No šī elementa izgatavotajiem sakausējumiem ir augsta izturība, un tos bieži izmanto militāriem nolūkiem. Volframu izmanto arī ķirurģisko instrumentu izgatavošanai. To izmanto arī, lai izgatavotu konteinerus, kuros glabā radioaktīvos materiālus.

Viens no cietākajiem metāliem ir urāns. To 1840. gadā atklāja ķīmiķis Peligo. D.I.Mendeļejevs sniedza lielu ieguldījumu šī metāla īpašību izpētē. Urāna radioaktīvās īpašības atklāja zinātnieks A. A. Bekerels 1896. gadā. Tad ķīmiķis no Francijas atklāto metāla starojumu nosauca par Bekerela stariem. Urāns bieži sastopams dabā. Valstis ar lielākajām urāna rūdas atradnēm ir Austrālija, Kazahstāna un Krievija.

Pēdējā vieta cietāko metālu desmitniekā tiek titānam. Pirmo reizi šo elementu tīrā veidā ieguva ķīmiķis J. Ya. Berzelius no Zviedrijas 1825. gadā. Titāns ir viegls sudrabbalts metāls, kas ir ļoti izturīgs un izturīgs pret koroziju un mehānisko spriegumu. Titāna sakausējumus izmanto daudzās mašīnbūves, medicīnas un ķīmiskās rūpniecības nozarēs.

Metālu izmantošana in Ikdiena sākās cilvēka attīstības rītausmā, un pirmais metāls bija varš, jo tas ir pieejams dabā un ir viegli apstrādājams. Ne velti arheologi izrakumos atrod dažādus no šī metāla izgatavotus izstrādājumus un sadzīves piederumus. Evolūcijas procesā cilvēki pamazām iemācījās kombinēt dažādus metālus, iegūstot arvien izturīgākus instrumentu izgatavošanai piemērotus sakausējumus, vēlāk arī ieročus. Mūsdienās turpinās eksperimenti, pateicoties kuriem ir iespējams noteikt spēcīgākos metālus pasaulē.

• augsta īpatnējā izturība;
• izturība pret augstām temperatūrām;
• zems blīvums;
• izturība pret koroziju;
• mehāniskā un ķīmiskā izturība.

Titānu izmanto militārajā rūpniecībā, aviācijas medicīnā, kuģu būvē un citās ražošanas jomās.

Slavenākais elements, kas tiek uzskatīts par vienu no spēcīgākajiem metāliem pasaulē, un in normāli apstākļi ir vājš radioaktīvs metāls. Dabā tas ir atrodams brīvvalsts, un skābos nogulumiežu iežos. Tas ir diezgan smags, plaši izplatīts visur, un tam ir paramagnētiskas īpašības, elastība, kaļamība un relatīvā elastība. Urānu izmanto daudzās ražošanas jomās.

Pazīstams kā ugunsizturīgākais metāls, tas ir viens no spēcīgākajiem metāliem pasaulē. Tas ir ciets pārejas elements spīdīgā sudrabpelēkā krāsā. Ir augsta izturība, lieliska ugunsizturība, izturība pret ķīmiskās ietekmes. Pateicoties savām īpašībām, to var kalt un ievilkt plānā pavedienā. Pazīstams kā volframa kvēldiegs.

Starp šīs grupas pārstāvjiem tas tiek uzskatīts par augsta blīvuma pārejas metālu ar sudrabaini baltu krāsu. Dabā tas sastopams tīrā veidā, bet ir atrodams molibdēna un vara izejvielās. To raksturo augsta cietība un blīvums, un tai ir lieliska ugunsizturība. Tam ir palielināta izturība, kas nezaudē atkārtotu temperatūras izmaiņu dēļ. Rēnijs ir dārgs metāls un tam ir augstas izmaksas. Izmanto mūsdienu tehnoloģijās un elektronikā.

Spīdīgs sudrabbalts metāls ar nedaudz zilganu nokrāsu, tas pieder platīna grupai un tiek uzskatīts par vienu no spēcīgākajiem metāliem pasaulē. Līdzīgi kā irīdijam, tam ir augsts atomu blīvums, augsta izturība un cietība. Tā kā osmijs ir platīna metāls, tam piemīt irīdijam līdzīgas īpašības: ugunsizturība, cietība, trauslums, izturība pret mehānisko spriegumu, kā arī pret agresīvas vides ietekmi. Atrasts plašs pielietojumsķirurģijā, elektronu mikroskopija, ķīmiskā rūpniecība, raķešu ražošana, elektroniskās iekārtas.

Tas pieder pie metālu grupas un ir gaiši pelēks elements ar relatīvu cietību un augstu toksicitāti. Pateicoties tā unikālajām īpašībām, beriliju izmanto dažādās ražošanas jomās:

• atomenerģija;
• aviācijas un kosmosa inženierija;
• metalurģija;
• lāzera tehnoloģija;
• atomenerģija.

Pateicoties tā augstajai cietībai, beriliju izmanto leģējošu sakausējumu un ugunsizturīgu materiālu ražošanā.

Nākamais pasaules desmit spēcīgāko metālu sarakstā ir hroms - ciets, augstas stiprības metāls zilgani baltā krāsā, izturīgs pret sārmiem un skābēm. Dabā tas sastopams tīrā veidā un tiek plaši izmantots dažādās zinātnes, tehnikas un ražošanas nozarēs. Hromu izmanto dažādu sakausējumu radīšanai, ko izmanto medicīnas un ķīmiskās apstrādes iekārtu ražošanā. Savienojumā ar dzelzi tas veido sakausējumu, ko sauc par ferohromu, ko izmanto metāla griešanas instrumentu ražošanā.

Tantals reitingā ir pelnījis bronzu, jo ir viens no spēcīgākajiem metāliem pasaulē. Tas ir sudrabains metāls ar augstu cietību un atomu blīvumu. Tā kā uz tās virsmas veidojas oksīda plēve, tai ir svina nokrāsa.

Tantala raksturīgās īpašības ir augsta izturība, ugunsizturība, izturība pret koroziju un izturība pret agresīvu vidi. Metāls ir diezgan elastīgs metāls, un to var viegli apstrādāt. Mūsdienās tantalu veiksmīgi izmanto:

• ķīmiskajā rūpniecībā;
• kodolreaktoru būvniecības laikā;
• metalurģijas ražošanā;
• veidojot karstumizturīgus sakausējumus.

Otro vietu pasaules izturīgāko metālu reitingā ieņem rutēnijs, sudrabainais metāls, kas pieder pie platīna grupas. Tās īpatnība ir klātbūtne tā sastāvā muskuļu audi dzīvie organismi. Rutēnija vērtīgās īpašības ir augsta izturība, cietība, ugunsizturība, ķīmiskā izturība un spēja veidot sarežģītus savienojumus. Rutēnijs tiek uzskatīts par daudzu ķīmisku reakciju katalizatoru un darbojas kā materiāls elektrodu, kontaktu un asu uzgaļu ražošanai.

Pasaules izturīgāko metālu reitingu vada iridijs - sudrabbalts, ciets un ugunsizturīgs metāls, kas pieder platīna grupai. Dabā augstas stiprības elements ir ārkārtīgi reti sastopams un bieži tiek kombinēts ar osmiju. Dabiskās cietības dēļ to ir grūti apstrādāt un tas ir ļoti izturīgs pret triecieniem. ķīmiski. Iridijs ar lielām grūtībām reaģē uz halogēnu un nātrija peroksīda iedarbību.

Šis metāls spēlē svarīga loma ikdienas dzīvē. To pievieno titānam, hromam un volframam, lai uzlabotu izturību pret skābu vidi, izmanto rakstāmpiederumu ražošanā un izmanto juvelierizstrādājumos, lai radītu rotaslietas. Iridija izmaksas joprojām ir augstas, jo tā klātbūtne dabā ir ierobežota.

Šodien mēs apskatīsim spēcīgākos metālus pasaulē un apspriedīsim to īpašības. Un titāns atver "spēka vērtējumu".

Nav visizturīgākais?

Metāla nosaukums, domājams, cēlies no sengrieķu varoņa Titāna vārda. Tāpēc mēs šo metālu saistām ar neiznīcināmību. Daudzi uzskata, ka titāns ir spēcīgākais metāls pasaulē. Tomēr patiesībā tas ir tālu no tā.

Tīrs titāns pirmo reizi tika iegūts 1925. gadā. Ieslēgts jauns materiāls uzreiz piesaistīja uzmanību vairāku īpašību dēļ. Titānu ir sācis ļoti aktīvi izmantot rūpniecības sektorā.

Mūsdienās titāns ir 10. vietā starp dabīgajiem metāliem izplatības ziņā. Zemes garozā ir aptuveni 700 miljoni tonnu. Tas ir, pašreizējās izejvielas pietiks vēl 150 gadus.

Titānam ir lieliskas īpašības. Tas ir viegls un izturīgs metāls, kas ir izturīgs pret koroziju. To var viegli termiski apstrādāt, un tam ir plašs pielietojumu klāsts. Tas mijiedarbojas ar citiem periodiskās tabulas elementiem tikai sildot. Dabā sastopams rutila un ilmenīta rūdās. Tīru titānu iegūst, saķepinot rūdu ar hloru.

Tas spēj izturēt milzīgas slodzes. Metāls izceļas ar augstu izturību un triecienizturību. To izmanto ražošanā Transportlīdzeklis, raķetes un pat zemūdenes. Titāns var izturēt spiedienu pat lielā dziļumā.

Tas ir populārs arī medicīnas nozarē. Uz tā bāzes izgatavotās protēzes nesadarbojas ar ķermeņa audiem un nav pakļautas korozijai. Taču ar gadiem tā sāk nolietoties, kas liek nomainīt protēzi pret jaunu.

Jauni notikumi

2016. gadā zinātnieki atrada veidu, kā uzlabot titāna īpašības un padarīt to vēl izturīgāku. Pētījuma galvenais mērķis ir atrast izturīgāku un ar ķermeņa audiem savienojamu materiālu. Un tad atcerējāmies zeltu, ko protezēšanā izmanto jau daudzus gadus.

Titāna un zelta sakausējums pēc vairākiem mēģinājumiem atrast ideālu komponentu attiecību izrādījās neticami izturīgs. 4 reizes stiprāks par citiem metāliem, ko mūsdienās izmanto protezēšanai.

Tantals

Viens no spēcīgākajiem metāliem. Nosaukts sengrieķu dieva Tantala vārdā, kurš saniknoja Zevu un tika iemests ellē. Tam ir sudrabaini balta krāsa ar zilganu nokrāsu. Tas ir raksturīgs granīta un sārmainās magmas elements. To iegūst no minerāla koltāna, kura lielākās atradnes atrodas Brazīlijā un Āfrikā.

Tas tika atvērts tālajā 1802. gadā. Tad tas tika uzskatīts par kolumbija šķirni, bet vēlāk tika noskaidrots, ka tie ir divi dažādi metāli ar līdzīgām īpašībām. Tikai 100 gadus vēlāk bija iespējams iegūt tīru tantalu. Tās izmaksas šodien ir diezgan augstas - 150 USD par 1 kg metāla.

Tantals ir ugunsizturīgs metāls ar diezgan augstu blīvumu. No ķīmiskā viedokļa tas ir stabils, jo nešķīst atšķaidītās skābēs. Pulvera veidā tantals labi sadeg gaisā. Izmanto elektrolītisko kondensatoru, sildītāju ražošanai vakuuma krāsnīs. Tantala kondensatori palielina elektronisko sistēmu kalpošanas laiku līdz 10-12 gadiem. Zīmīgi, ka pat juvelieri ir atraduši tam pielietojumu - tie aizstāj platīnu.

Metālu stiprības pārbaude parādīja, ka tantala un volframa sakausējuma stiprība ir gandrīz simts procenti.

Osmijs ir ļoti...

Osmijs ir vēl viens neticami spēcīgs metāls. Tas ir iekļauts arī retāko un dārgāko sarakstā. Zemes garozā tas atrodas nelielos daudzumos. Tas ir klasificēts kā izkliedēts, tas ir, tam nav savu noguldījumu. Tāpēc tā ieguve ir saistīta ar milzīgām grūtībām.

Osmijs pieder pie platīna metālu grupas. Tās izmaksas ir aptuveni 10 000 USD par gramu. Cenā tas ir otrais pēc mākslīgās Kalifornijas. Tas sastāv no vairākiem izotopiem, kurus ir neticami grūti atdalīt. Populārākais izotops ir osmijs-187. Tā cena par gramu sasniedz pat 200 000 USD!

Osmijs ir metālu blīvuma rekordists. Turklāt tas ir augstas stiprības metāls. Sakausējumi, kas satur osmiju, kļūst izturīgi pret koroziju un kļūst stiprāki un izturīgāki. Metālu izmanto arī tīrā veidā, piemēram, dārgu tintes pildspalvu izgatavošanai, kas praktiski nenolietojas un neraksta gadiem ilgi.

Chromium

Hroms, kobalts un volframs zinātnei ir zināmi kopš 1913. gada un ir apvienoti parastais nosaukums- stelīti. Tie paliek cieti pat 600 grādu temperatūrā pēc Celsija.

Šis metāls galvenokārt atrodams Zemes dziļajos slāņos. Tas ir atrodams arī akmeņainos meteorītos, kas tiek uzskatīti par mūsu mantijas analogiem. Rūpnieciska vērtība ir tikai hromētiem spineļiem. Daudzi minerāli, kas satur hromu, ir pilnīgi bezjēdzīgi. Tīrāko hromu iegūst koncentrēta elektrolīzē ūdens šķīdumi vai hroma sulfāta elektrolīze.

Metāls kombinācijā ar tēraudu ievērojami uzlabo tā izturību un arī palielina izturību pret oksidēšanos. Tas uzlabo tērauda īpašības, nesamazinot tā elastību.

Rutēnijs

Tas pieder pie platīna grupas un ir klasificēts kā cēlmetāls. Taču no viņu saraksta rutēnijs tiek uzskatīts par vismazāk cildeno... To 1844. gadā atklāja zinātnieks Karls Ernsts Klauss. Zīmīgi, ka profesors nemitīgi smirdēja un garšoja savu pētījumu rezultātus. Reiz viņš pat apdedzis mutes dobums, kad viņš nogaršoja kādu no viņa atklātajiem rutēnija savienojumiem.

Tās pasaules rezerves šodien ir aptuveni 5000 tonnu. Rutēnijs ilgu laiku tiek pētīta, taču daudzas tās īpašības joprojām nav zināmas. Problēma ir tāda, ka vēl nav atrasts veids, kā pilnībā attīrīt rutēniju. Izejvielu piesārņojums neļauj izpētīt tā īpašības. Tomēr mediķi ir pārliecināti, ka metāla izmantošana ikdienā var palielināt iedzīvotāju saslimstību. Tieši tāpēc rutēnija-106 izotopa izdalīšanās Urālos izraisīja tādu rezonansi presē. Galu galā rutēnijam-106 ir radioaktīvas īpašības.

Tajā pašā laikā tā vērtība 2017. gadā negaidīti pārspēja visus platīna metālus.

Iridijs ir spēcīgākais metāls

Tas ir irīdijs, kam ir visaugstākā izturība. Jā, blīvuma ziņā tas ir zemāks par osmiju, taču tam ir augstākais stiprības koeficients. To sauc arī par retāko metālu, taču patiesībā astatīna saturs zemes garozā ir vēl mazāks.

Iridijs tika pētīts ļoti rūpīgi. 70 gadus vēlāk tās galvenās īpašības – neticamā izturība un izturība pret koroziju – ir kļuvušas zināmas visā pasaulē. Mūsdienās to izmanto daudzās nozarēs. Lauvas tiesa Metālu izmanto ķīmiskā rūpniecība. Atlikusī daļa tiek sadalīta starp daudzām citām jomām, tostarp medicīnu un rotaslietām. Iridijs apvienojumā ar platīnu rada augstas kvalitātes un ļoti izturīgas rotaslietas.