De stærkeste metaller: TOP 10 hårdeste metaller i verden

Kan du forestille dig, hvad der ville være sket, hvis vores forfædre ikke havde opdaget vigtige metaller som sølv, guld, kobber og jern? Vi ville sandsynligvis stadig bo i hytter med sten som vores vigtigste redskab. Det er metallets styrke, der spillede en vigtig rolle i at forme vores fortid, og som nu fungerer som fundamentet, som vi bygger fremtiden på.

Hvis du undrer dig over, hvilke metaller der er de hårdeste og stærkeste i verden, vil vi besvare dette spørgsmål under hensyntagen til forskellige estimater af materialers relative hårdhed (Mohs skala, Brinell-metoden) samt parametre som:

• Youngs modul: tager højde for et elements trækelasticitet, det vil sige et objekts evne til at modstå elastisk deformation.
• Flydestyrke: Bestemmer den maksimale trækstyrke for et materiale, ud over hvilken det begynder at udvise plastisk adfærd.
• Trækstyrke: den begrænsende mekaniske belastning, ud over hvilken et materiale begynder at svigte.

10. Tantal

Dette metal har tre fordele: det er holdbart, tæt og meget modstandsdygtigt over for korrosion. Derudover hører dette element til gruppen af ildfaste metaller såsom wolfram. For at smelte tantal skal du bygge et bål ved en temperatur på 3.017 °C.

Tantal bruges primært i elektroniksektoren til at producere langtidsholdbare, kraftige kondensatorer til telefoner, hjemmecomputere, kameraer og endda elektroniske enheder i biler.

9. Beryllium

Men det er bedre ikke at nærme sig denne metalskønhed uden beskyttelsesudstyr. Fordi beryllium er meget giftigt og har kræftfremkaldende og allergiske virkninger. Hvis du indånder luft, der indeholder berylliumstøv eller -damp, vil der opstå berylliumsygdom, som påvirker lungerne.

Men beryllium er ikke kun skadeligt, men også gavnligt. Føj for eksempel kun 0,5 % beryllium til stål og få fjedre, der forbliver elastiske, selv når de bringes til rødglødende temperaturer. De kan modstå milliarder af belastningscyklusser.

Beryllium bruges i rumfartsindustrien til at skabe varmeskjolde og styresystemer og til at skabe brandsikre materialer. Og selv vakuumrøret på Large Hadron Collider er lavet af beryllium.

8. Uranus

Dette naturligt forekommende radioaktive stof er meget udbredt i jordskorpen, men er koncentreret i visse hårde klippeformationer.

Et af verdens hårdeste metaller, det har to kommercielt betydningsfulde anvendelser - atomvåben og atomreaktorer. Slutprodukterne fra uranindustrien er således bomber og radioaktivt affald.

7. Jern og stål

Som et rent stof er jern ikke så hårdt som andre deltagere i vurderingen. Men på grund af dets minimale udvindingsomkostninger, kombineres det ofte med andre elementer for at fremstille stål.

Stål er en meget stærk legering lavet af jern og andre elementer såsom kulstof. Det er det mest almindeligt anvendte materiale i byggeri, maskinteknik og andre industrier. Og selvom du ikke har noget med dem at gøre, bruger du stadig stål hver gang du skærer mad med en kniv (medmindre det er keramik, selvfølgelig).

6. Titan

Titanium er praktisk talt synonymt med styrke. Den har en imponerende specifik styrke (30-35 km), som er næsten dobbelt så høj som den for legeret stål.

Som et ildfast metal er titanium meget modstandsdygtigt over for varme og slid, hvorfor det er en af de mest populære legeringer. Det kan for eksempel være legeret med jern og kulstof.

Har du brug for en meget hård og samtidig meget let struktur, så kan du ikke finde et bedre metal end titanium. Dette gør det til det første valg til at skabe forskellige dele i fly-, raket- og skibsbygningsindustrien.

5. Rhenium

Dette er et meget sjældent og dyrt metal, som, selvom det findes i naturen i sin rene form, normalt er et "vedhæng" - en urenhed til molybdenit.

Hvis Iron Mans dragt var lavet af rhenium, kunne den modstå temperaturer på 2000°C uden at miste styrke. Vi vil forblive tavse om, hvad der ville være sket med Iron Man selv inde i dragten efter sådan et "brandshow".

Rusland er det tredje land i verden med hensyn til naturlige reserver af rhenium. Dette metal bruges i den petrokemiske industri, elektronik og elektroteknik og i fly- og raketmotorer.

4. Chrome

På Mohs-skalaen, der måler kemiske grundstoffers ridsefasthed, er krom i top fem, kun bag bor, diamant og wolfram.

Krom er værdsat for sin høje korrosionsbestandighed og hårdhed. Det er nemmere at håndtere end platingruppens metaller og er mere rigeligt, hvorfor krom er et populært grundstof, der bruges i legeringer såsom rustfrit stål.

Og et af de stærkeste metaller på jorden bruges i skabelsen af kosttilskud. Selvfølgelig vil du ikke indtage rent chrom, men en kostsammensætning af det med andre stoffer (for eksempel chrompicolinat).

3. Iridium

Ligesom sin "bror" osmium hører iridium til platingruppens metaller og ligner platin i udseende. Det er meget hårdt og ildfast. For at smelte iridium skal du bygge en ild over 2000 °C.

Iridium betragtes som et af de tungeste metaller på Jorden, såvel som et af de mest korrosionsbestandige elementer.

2. Osmium

Denne "hårde nød" i metallernes verden tilhører platingruppen og har en høj densitet. Faktisk er det det tætteste naturlige grundstof på Jorden (22,61 g/cm3). Af samme grund smelter osmium først ved 3033 °C.

Når den er legeret med andre platingruppemetaller (såsom iridium, platin og palladium), kan den bruges i mange forskellige applikationer, hvor hårdhed og holdbarhed er påkrævet. For eksempel at lave beholdere til opbevaring af atomaffald.

1. Wolfram

Det stærkeste metal, der findes i naturen. Dette sjældne kemiske grundstof er også det mest ildfaste af metallerne (3422 °C).

Det blev først opdaget i form af syre (wolframtrioxid) i 1781 af den svenske kemiker Carl Scheele. Yderligere forskning førte to spanske videnskabsmænd, Juan José og Fausto d'Elhujar, til opdagelsen af syre fra mineralet wolframit, hvorfra de efterfølgende isolerede wolfram ved hjælp af trækul.

Ud over dets udbredte brug i glødelamper, gør wolframs evne til at yde i ekstrem varme det et af de mest attraktive elementer for våbenindustrien. Under Anden Verdenskrig spillede dette metal en vigtig rolle i at indlede økonomiske og politiske forbindelser mellem europæiske lande.

Tungsten bruges også til at fremstille hårdmetal og i rumfartsindustrien til at lave raketdyser.

Tabel over trækstyrke af metaller

Legeringer vs metaller

Legeringer er kombinationer af metaller, og hovedårsagen til deres skabelse er at skabe et stærkere materiale. Den vigtigste legering er stål, som er en kombination af jern og kulstof.

Jo højere legeringens styrke er, jo bedre. Og almindeligt stål er ikke "mesteren" her. Legeringer baseret på vanadiumstål virker særligt lovende for metallurger: flere virksomheder producerer muligheder med en trækstyrke på op til 5205 MPa.

Og de mest holdbare og hårdeste biokompatible materialer i øjeblikket er titanlegeringen med guld β-Ti3Au.