Najpevnejšie kovy: TOP 10 najtvrdších kovov na svete

Viete si predstaviť, čo by sa stalo, keby naši predkovia neobjavili dôležité kovy ako striebro, zlato, meď a železo? Pravdepodobne by sme stále žili v chatrčiach s kameňom ako hlavným nástrojom. Je to sila kovu, ktorá zohrala dôležitú úlohu pri formovaní našej minulosti a teraz funguje ako základ, na ktorom staviame budúcnosť.

Ak vás zaujíma, ktoré kovy sú najtvrdšie a najpevnejšie na svete, odpovieme na túto otázku s prihliadnutím na rôzne odhady relatívnej tvrdosti materiálov (Mohsova stupnica, Brinellova metóda), ako aj parametre ako:

• Youngov modul: berie do úvahy elasticitu prvku v ťahu, to znamená schopnosť objektu odolávať elastickej deformácii.
• Medza klzu: Určuje maximálnu pevnosť v ťahu materiálu, pri prekročení ktorej začína vykazovať plastické správanie.
• Pevnosť v ťahu: medzné mechanické namáhanie, pri prekročení ktorého materiál začína zlyhávať.

10. Tantal

Tento kov má tri výhody: je odolný, hustý a veľmi odolný voči korózii. Okrem toho tento prvok patrí do skupiny žiaruvzdorných kovov, ako je volfrám. Na roztavenie tantalu budete musieť zapáliť oheň s teplotou 3 017 °C.

Tantal sa primárne používa v elektronickom sektore na výrobu odolných kondenzátorov s dlhou životnosťou pre telefóny, domáce počítače, fotoaparáty a dokonca aj elektronické zariadenia v automobiloch.

9. Berýlium

Je však lepšie nepristupovať k tejto kovovej kráse bez ochranných prostriedkov. Pretože berýlium je vysoko toxické a má karcinogénne a alergické účinky. Ak vdychujete vzduch obsahujúci berýliový prach alebo výpary, dôjde k ochoreniu berýliom, ktoré postihne pľúca.

Berýlium však nie je len škodlivé, ale aj prospešné. Napríklad, pridajte len 0,5 % berýlia do ocele a získajte pružiny, ktoré zostanú elastické, aj keď budú privedené do červena. Vydržia miliardy cyklov zaťaženia.

Berýlium sa používa v leteckom a kozmickom priemysle na vytváranie tepelných štítov a navádzacích systémov a na vytváranie ohňovzdorných materiálov. A dokonca aj vákuová trubica Large Hadron Collider je vyrobená z berýlia.

8. Urán

Táto prirodzene sa vyskytujúca rádioaktívna látka je veľmi rozšírená v zemskej kôre, ale je sústredená v určitých tvrdých skalných formáciách.

Jeden z najtvrdších kovov na svete má dve komerčne významné aplikácie – jadrové zbrane a jadrové reaktory. Konečnými produktmi uránového priemyslu sú teda bomby a rádioaktívny odpad.

7. Železo a oceľ

Železo ako čistá látka nie je také tvrdé ako ostatní účastníci hodnotenia. Ale kvôli minimálnym nákladom na ťažbu sa často kombinuje s inými prvkami na výrobu ocele.

Oceľ je veľmi pevná zliatina vyrobená zo železa a iných prvkov, ako je uhlík. Je to najčastejšie používaný materiál v stavebníctve, strojárstve a iných odvetviach. A aj keď s nimi nemáte nič spoločné, stále používate oceľ pri každom krájaní jedla nožom (pokiaľ to nie je keramika, samozrejme).

6. Titan

Titán je prakticky synonymom sily. Má pôsobivú špecifickú pevnosť (30-35 km), ktorá je takmer dvakrát vyššia ako u legovaných ocelí.

Ako žiaruvzdorný kov je titán vysoko odolný voči teplu a oderu, a preto je jednou z najobľúbenejších zliatin. Napríklad môže byť legovaný železom a uhlíkom.

Ak potrebujete veľmi tvrdú a zároveň veľmi ľahkú štruktúru, potom nemôžete nájsť lepší kov ako titán. To z neho robí voľbu číslo jedna na vytváranie rôznych dielov v leteckom, raketovom a lodiarskom priemysle.

5. Rhenium

Ide o veľmi vzácny a drahý kov, ktorý, hoci sa v prírode nachádza vo svojej čistej forme, je zvyčajne „prídavok“ - nečistota molybdenitu.

Ak by bol oblek Iron Mana vyrobený z rénia, vydržal by teploty 2000°C bez straty pevnosti. O tom, čo by sa stalo samotnému Iron Manovi v obleku po takejto „ohňovej šou“, budeme mlčať.

Rusko je treťou krajinou na svete, pokiaľ ide o prírodné zásoby rénia. Tento kov sa používa v petrochemickom priemysle, elektronike a elektrotechnike, v leteckých a raketových motoroch.

4. Chrome

Na Mohsovej stupnici, ktorá meria odolnosť chemických prvkov proti poškriabaniu, je chróm v prvej päťke, len za bórom, diamantom a volfrámom.

Chróm je cenený pre svoju vysokú odolnosť proti korózii a tvrdosť. Manipulácia s ním je jednoduchšia ako s kovmi platinovej skupiny a je bohatší, čo je dôvod, prečo je chróm obľúbeným prvkom používaným v zliatinách, ako je nehrdzavejúca oceľ.

A jeden z najsilnejších kovov na Zemi sa používa pri tvorbe doplnkov stravy. Samozrejme, nebudete prijímať čistý chróm, ale jeho diétnu kombináciu s inými látkami (napríklad pikolinátom chrómu).

3. Irídium

Rovnako ako jeho „brat“ osmium, iridium patrí do skupiny kovov platiny a vzhľadom pripomína platinu. Je veľmi tvrdý a žiaruvzdorný. Na roztavenie irídia budete musieť zapáliť oheň nad 2000 °C.

Irídium je považované za jeden z najťažších kovov na Zemi, ako aj za jeden z prvkov s najväčšou odolnosťou voči korózii.

2. Osmium

Tento „tvrdý oriešok“ vo svete kovov patrí do skupiny platiny a má vysokú hustotu. V skutočnosti je to najhustejší prírodný prvok na Zemi (22,61 g/cm3). Z rovnakého dôvodu sa osmium topí až pri 3033 °C.

Keď je legovaný s inými kovmi platinovej skupiny (ako je irídium, platina a paládium), môže byť použitý v mnohých rôznych aplikáciách, kde je potrebná tvrdosť a odolnosť. Napríklad na vytvorenie kontajnerov na skladovanie jadrového odpadu.

1. Volfrám

Najsilnejší kov nájdený v prírode. Tento vzácny chemický prvok je tiež najviac žiaruvzdorný z kovov (3422 °C).

Prvýkrát ho objavil vo forme kyseliny (oxid wolfrámový) v roku 1781 švédsky chemik Carl Scheele. Ďalší výskum viedol dvoch španielskych vedcov Juana Josého a Fausta d'Elhujara k objavu kyseliny z minerálu wolframitu, z ktorého následne pomocou dreveného uhlia izolovali volfrám.

Okrem širokého použitia v žiarovkách, schopnosť volfrámu fungovať v extrémnych horúčavách z neho robí jeden z najatraktívnejších prvkov pre zbrojný priemysel. Počas 2. svetovej vojny zohral tento kov dôležitú úlohu pri iniciovaní ekonomických a politických vzťahov medzi európskymi krajinami.

Volfrám sa tiež používa na výrobu karbidu a v leteckom priemysle na výrobu trysiek rakiet.

Tabuľka pevnosti v ťahu kovov

Zliatiny vs kovy

Zliatiny sú kombináciou kovov a hlavným dôvodom ich vzniku je vytvorenie pevnejšieho materiálu. Najdôležitejšou zliatinou je oceľ, ktorá je kombináciou železa a uhlíka.

Čím vyššia je pevnosť zliatiny, tým lepšie. A obyčajná oceľ tu nie je „majstrom“. Zliatiny na báze vanádiovej ocele sa zdajú byť obzvlášť sľubné pre metalurgov: niekoľko spoločností vyrába možnosti s pevnosťou v ťahu až 5205 MPa.

A najodolnejším a najtvrdším biokompatibilným materiálom je v súčasnosti zliatina titánu so zlatom β-Ti3Au.