Czy możesz sobie wyobrazić, co by się stało, gdyby nasi przodkowie nie odkryli ważnych metali, takich jak srebro, złoto, miedź i żelazo? Prawdopodobnie nadal mieszkalibyśmy w chatach, używając kamienia jako głównego narzędzia. To właśnie siła metalu odegrała ważną rolę w kształtowaniu naszej przeszłości i obecnie stanowi fundament, na którym budujemy przyszłość.
Jeśli zastanawiasz się, które metale są najtwardsze i najmocniejsze na świecie, odpowiemy na to pytanie, biorąc pod uwagę różne szacunki twardości względnej materiałów (skala Mohsa, metoda Brinella), a także parametry takie jak:
- Moduł Younga: uwzględnia sprężystość elementu przy rozciąganiu, czyli zdolność obiektu do przeciwstawiania się odkształceniom sprężystym.
- Granica plastyczności: określa maksymalną wytrzymałość na rozciąganie materiału, powyżej której zaczyna on wykazywać zachowanie plastyczne.
- Wytrzymałość na rozciąganie: ograniczające naprężenie mechaniczne, powyżej którego materiał zaczyna pękać.
10. Tantal
Metal ten ma trzy zalety: jest trwały, gęsty i bardzo odporny na korozję. Ponadto pierwiastek ten należy do grupy metali ogniotrwałych, takich jak wolfram. Aby stopić tantal, należy rozpalić ogień o temperaturze 3017 °C.
Tantal jest stosowany głównie w sektorze elektronicznym do produkcji trwałych i wytrzymałych kondensatorów do telefonów, komputerów domowych, aparatów fotograficznych, a nawet urządzeń elektronicznych w samochodach.
9. Beryl
Ale lepiej nie zbliżać się do tego metalowego piękna bez wyposażenia ochronnego. Ponieważ beryl jest wysoce toksyczny i ma działanie rakotwórcze i alergiczne. Wdychanie powietrza zawierającego pył lub parę berylu powoduje wystąpienie choroby berylowej, która atakuje płuca.
Jednak beryl jest nie tylko szkodliwy, ale także korzystny. Na przykład dodaj tylko 0,5 berylu % do stali i uzyskaj sprężyny, które pozostaną elastyczne nawet po osiągnięciu bardzo wysokich temperatur. Wytrzymują miliardy cykli obciążenia.
Beryl jest stosowany w przemyśle lotniczym do tworzenia osłon termicznych i systemów naprowadzania oraz do tworzenia materiałów ognioodpornych. Nawet rura próżniowa Wielkiego Zderzacza Hadronów jest wykonana z berylu.
8. Uran
Ta naturalnie występująca substancja radioaktywna jest bardzo rozpowszechniona w skorupie ziemskiej, ale jest skoncentrowana w niektórych formacjach skał twardych.
Jeden z najtwardszych metali na świecie, ma dwa istotne zastosowania komercyjne – broń jądrową i reaktory jądrowe. Zatem końcowymi produktami przemysłu uranowego są bomby i odpady radioaktywne.
7. Żelazo i stal
Jako czysta substancja żelazo nie jest tak twarde jak inni uczestnicy rankingu. Jednak ze względu na minimalne koszty wydobycia stal często łączy się z innymi pierwiastkami.
Stal to bardzo mocny stop wykonany z żelaza i innych pierwiastków, takich jak węgiel. Jest to materiał najczęściej stosowany w budownictwie, budowie maszyn i innych gałęziach przemysłu. I nawet jeśli nie masz z nimi nic wspólnego, nadal używasz stali za każdym razem, gdy kroisz jedzenie nożem (chyba że jest to oczywiście ceramika).
6. Tytan
Tytan jest praktycznie synonimem wytrzymałości. Ma imponującą wytrzymałość właściwą (30-35 km), która jest prawie dwukrotnie większa niż stale stopowe.
Tytan, będący metalem ogniotrwałym, jest bardzo odporny na ciepło i ścieranie, dlatego jest jednym z najpopularniejszych stopów. Na przykład może być stopowy z żelazem i węglem.
Jeśli potrzebujesz bardzo twardej i jednocześnie bardzo lekkiej konstrukcji, to nie znajdziesz lepszego metalu niż tytan. To sprawia, że jest to numer jeden przy tworzeniu różnych części w przemyśle lotniczym, rakietowym i stoczniowym.
5. Ren
Jest to bardzo rzadki i drogi metal, który choć występuje w przyrodzie w czystej postaci, zwykle stanowi „dodatek” – zanieczyszczenie molibdenitu.
Gdyby kombinezon Iron Mana był wykonany z renu, mógłby wytrzymać temperaturę 2000°C bez utraty wytrzymałości. Będziemy milczeć na temat tego, co stałoby się z samym Iron Manem w skafandrze po takim „pokazu ognia”.
Rosja jest trzecim krajem na świecie pod względem naturalnych zasobów renu. Metal ten stosowany jest w przemyśle petrochemicznym, elektronice i elektrotechnice oraz w silnikach lotniczych i rakietowych.
4. Chrom
W skali Mohsa, która mierzy odporność pierwiastków chemicznych na zarysowania, chrom znajduje się w pierwszej piątce, ustępując jedynie borowi, diamentowi i wolframowi.
Chrom jest ceniony za wysoką odporność na korozję i twardość. Jest łatwiejszy w obróbce niż metale z grupy platynowców i występuje w większej ilości, dlatego chrom jest popularnym pierwiastkiem stosowanym w stopach takich jak stal nierdzewna.
A jeden z najsilniejszych metali na Ziemi wykorzystywany jest do tworzenia suplementów diety. Oczywiście nie będziesz spożywać czystego chromu, ale jego dietetyczną kombinację z innymi substancjami (na przykład pikolinian chromu).
3. Iryd
Podobnie jak jego „brat” osm, iryd należy do metali z grupy platynowców i wyglądem przypomina platynę. Jest bardzo twardy i ogniotrwały. Aby stopić iryd, będziesz musiał rozpalić ogień w temperaturze powyżej 2000 °C.
Iryd jest uważany za jeden z najcięższych metali na Ziemi, a także jeden z najbardziej odpornych na korozję pierwiastków.
2. Osm
Ten „twardy orzech” w świecie metali należy do grupy platynowców i charakteryzuje się dużą gęstością. W rzeczywistości jest to najgęstszy naturalny pierwiastek na Ziemi (22,61 g/cm3). Z tego samego powodu osm topi się dopiero w temperaturze 3033°C.
W połączeniu z innymi metalami z grupy platynowców (takimi jak iryd, platyna i pallad) może być stosowany w wielu różnych zastosowaniach, gdzie wymagana jest twardość i trwałość. Na przykład, aby stworzyć pojemniki do przechowywania odpadów nuklearnych.
1. Wolfram
Najsilniejszy metal występujący w przyrodzie. Ten rzadki pierwiastek chemiczny jest również najbardziej ogniotrwałym metalem (3422°C).
Po raz pierwszy został odkryty w postaci kwasu (trójtlenku wolframu) w 1781 roku przez szwedzkiego chemika Carla Scheele. Dalsze badania doprowadziły dwóch hiszpańskich naukowców, Juana José i Fausto d'Elhujara, do odkrycia kwasu z minerału wolframitu, z którego następnie wyizolowali wolfram za pomocą węgla drzewnego.
Oprócz szerokiego zastosowania w lampach żarowych, zdolność wolframu do działania w ekstremalnych temperaturach czyni go jednym z najbardziej atrakcyjnych elementów dla przemysłu zbrojeniowego. W czasie II wojny światowej metal ten odegrał ważną rolę w inicjowaniu stosunków gospodarczych i politycznych pomiędzy krajami europejskimi.
Wolfram jest również używany do produkcji węglika, a w przemyśle lotniczym do produkcji dysz rakietowych.
Tabela wytrzymałości na rozciąganie metali
| Metal | Przeznaczenie | Wytrzymałość na rozciąganie, MPa |
|---|---|---|
| Ołów | Pb | 18 |
| Cyna | sen | 20 |
| Kadm | Płyta CD | 62 |
| Aluminium | Glin | 80 |
| Beryl | Być | 140 |
| Magnez | Mg | 170 |
| Miedź | Cu | 220 |
| Kobalt | Współ | 240 |
| Żelazo | Fe | 250 |
| Niob | Uwaga | 340 |
| Nikiel | Ni | 400 |
| Tytan | Ti | 600 |
| Molibden | Pon | 700 |
| Cyrkon | Zr | 950 |
| Wolfram | W | 1200 |
Stopy kontra metale
Stopy to połączenia metali, a głównym powodem ich powstania jest chęć stworzenia mocniejszego materiału. Najważniejszym stopem jest stal będąca połączeniem żelaza i węgla.
Im wyższa wytrzymałość stopu, tym lepiej. A zwykła stal nie jest tutaj „mistrzem”. Stopy na bazie stali wanadowej wydają się szczególnie obiecujące dla metalurgów: kilka firm produkuje opcje o wytrzymałości na rozciąganie do 5205 MPa.
A najtrwalszym i najtwardszym materiałem biokompatybilnym w tej chwili jest stop tytanu ze złotem β-Ti3Au.
Przeczytaj także:- Dlaczego legalizacja wodomierzy jest konieczna i jak ona działa
- Gdzie kupić piankową osłonę poliuretanową do rur w Jekaterynburgu?
- 10 faktów na temat kosmetyków funkcjonalnych: co warto wiedzieć
- 10 faktów na temat makaronu carbonara, które sprawią, że spojrzysz na niego w nowy sposób
- 10 interesujących faktów na temat odkurzaczy: od początków do współczesności
- 10 interesujących faktów na temat sosu winegret: historia i popularność
- 12 najpopularniejszych prezentów walentynkowych w 2025 roku
- 10 popularnych perfum marki Les Parfums de Rosine w 2025 roku
- 10 trendów w modzie początku 2025 roku w różnych obszarach życia
- 10 nowych przepisów z prostych produktów, których jeszcze nie próbowałeś
