Най-здравите метали: ТОП 10 на най-твърдите метали в света

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

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

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

10. Тантал

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

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

9. Берилий

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

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

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

8. Уран

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

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

7. Желязо и стомана

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

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

6. Титан

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

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

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

5. Рений

Това е много рядък и скъп метал, който, въпреки че се среща в природата в чист вид, обикновено е „придатък“ - примес към молибденита.

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

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

4. Хром

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

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

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

3. Иридий

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

Иридият се смята за един от най-тежките метали на Земята, както и за един от най-устойчивите на корозия елементи.

2. Осмий

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

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

1. Волфрам

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

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

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

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

Таблица на якостта на опън на металите

Сплави срещу метали

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

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

А най-издръжливите и твърди биосъвместими материали в момента е титановата сплав със злато β-Ti3Au.