- Veoma visoka vatrostalnost.
- Otporan na koroziju i oksidaciju čak i kada se zagrije na visoke temperature.
- Otporan na koncentrisane kiseline i druga agresivna jedinjenja.
- 10 -11% je njihov sadržaj u čvrstoj ljusci planete.
- Ukupna količina proizvedenog čistog metala godišnje je u granicama: 4 tone za iridijum, 1 t za osmijum.
- Cijena osmijuma je približno jednaka cijeni zlata.
Uobičajeno vjerovanje o tvrdoći je dijamant ili damast čelik/damask čelik. Ako je prvi mineral superiorniji od svih jednostavnih tvari koje postoje na Zemlji koje je priroda stvorila, onda su zadivljujuća svojstva oštrica izrađenih od rijetkog čelika zahvaljujući vještini mačevalaca i aditiva iz drugih metala. Mnoge tehničke legure, koje se koriste, na primjer, za proizvodnju super-tvrdih rezača u inženjerskoj industriji, stvarajući izdržljive, pouzdane alate sa jedinstvena svojstva, su povezani sa ovim aditivima u uobičajenoj simbiozi gvožđa sa ugljenikom, ukratko, tradicionalno nazvanim čelik - hrom, titan, vanadij, molibden, nikl. Kada čitatelji pitaju koji je najteži metal na svijetu, bombardiraju ih salvom oprečnih informacija na stranicama web stranica. U ovoj ulozi, prema autorima razni članci, bilo volfram ili hrom, ili iridijum sa osmijumom, ili titanijum sa tantalom.
Da biste prošli kroz džunglu ne uvijek ispravno interpretiranih, iako tačnih činjenica, vrijedi se obratiti izvornom izvoru - sistemu elemenata sadržanih kako u kompoziciji tako iu drugim kosmičkim objektima, koje je čovječanstvu ostavio veliki ruski hemičar i fizičar D.I. Mendeljejev. Imao je enciklopedijska znanja, napravio je mnoga naučna otkrića u saznanjima o strukturi, sastavu, interakciji supstanci, pored čuvene tabele zasnovane na fundamentalnim periodični zakon nazvana po njemu.
Planete najbliže Suncu - Merkur, Venera, Mars, zajedno sa našom planetom, svrstane su u jednu - zemaljsku grupu. Za to postoje razlozi ne samo među astronomima, fizičarima i matematičarima, već i među geolozima i hemičarima. Razlog ovakvih zaključaka među potonjima je, između ostalog, činjenica da se svi uglavnom sastoje od silikata, tj. razne derivate elementa silicijum, kao i brojna metalna jedinjenja iz tabele Dmitrija Ivanoviča.
Konkretno, naša planeta se uglavnom (do 99%) sastoji od deset elemenata:
No, čovjeka su, pored željeza i legura na njegovoj osnovi, neophodnih za opstanak i razvoj, oduvijek mnogo više privlačili plemeniti metali, koji se često s poštovanjem nazivaju plemenitim metalima – zlato i srebro, a kasnije i platina.
Prema naučnoj klasifikaciji koju su usvojili hemičari, grupa platine uključuje rutenijum, rodijum, paladijum i osmijum sa iridijumom. Svi oni takođe pripadaju plemenitim metalima. Na osnovu njihove atomske mase, konvencionalno se dijele u dvije podgrupe:
Posljednja dva su od posebnog interesa za naše pseudonaučno istraživanje na temu ko je ovdje najteži. To je zbog činjenice da je velika, u poređenju sa drugim elementima, atomska masa: 190,23 - za osmijum, 192,22 - za iridijum, prema zakonima fizike, takođe podrazumeva ogroman specifična gravitacija, a samim tim i tvrdoću ovih metala.
Ako su gusto, teško zlato i olovo meke, plastične tvari koje se lako obrađuju, onda osmijum i iridij, otkriveni u početkom XIX stoljeća ispostavilo se kao krhko. Ovdje je potrebno zapamtiti da je mjera ovoga fizička svojstva- dijamant koji se može koristiti bez poseban napor naneti natpis na bilo koji drugi tvrdi materijal prirodnog ili veštačkog porekla, koji je takođe izuzetno lomljiv, tj. Prilično je lako razbiti. Iako na prvi pogled to izgleda gotovo nemoguće.
Osim toga, osmijum i paladij imaju još mnogo zanimljivih svojstava:
Stoga se, zajedno s platinom, uključujući i u obliku spojeva s njom, koriste u proizvodnji katalizatora za mnoge hemijske procese, visokopreciznih uređaja, opreme, alata u medicinskom, naučnom, vojnom i svemirskom sektoru ljudske aktivnosti. .
Upravo su osmijum i iridijum, a naučnici nakon istraživanja veruju da im je ovo svojstvo približno podjednako dato od prirode, najtvrđi metali na svetu.
I sve bi bilo u redu, ali ne baš dobro. Činjenica je da su i njihovo prisustvo u zemljinoj kori i, shodno tome, globalna proizvodnja ovih minerala zanemarljivi:
Jasno je da se ovi rijetki zemni, skupi metali, uprkos svojoj tvrdoći, ne mogu ni u ograničenoj mjeri koristiti kao sirovina za proizvodnju; možda kao aditivi legurama, spojevima s drugim metalima koji daju jedinstvena svojstva.
Ko je za njih?
Ali čovjek ne bi bio sam da nije našao zamjenu za iridijum sa osmijumom. Budući da ih je nepraktično i preskupo koristiti, pažnja nije bezuspješno skrenuta na druge metale koji su svoju primjenu našli u različitim situacijama, industrije za stvaranje novih legura, kompozitnih materijala, proizvodnja opreme, mašina i mehanizama za civilnu i vojnu upotrebu:
Iako su najtvrđi metal na svetu, odnosno dva od njih - iridijum i osmijum, svoja jedinstvena svojstva pokazali samo u laboratorijskim uslovima, i to kao zanemarljiv procenat aditiva u legurama, drugim jedinjenjima za stvaranje novih materijala, neophodno za osobu, trebamo biti zahvalni prirodi i na ovom daru. Istovremeno, nema sumnje da će radoznali umovi talentovanih naučnika i briljantnih pronalazača doći do novih supstanci sa jedinstvenim svojstvima, kao što se već dogodilo sa sintezom fulerena, za koji se pokazalo da je tvrđi od dijamanta, koji je već iznenađujuće.
Neverovatan metal
Priroda je dala čovečanstvu neverovatan metal - plastiku, viskoznu, savitljivu i savitljivu čista forma, ali postaje tvrd i lomljiv zbog nečistoća ugljika, dušika, vodonika itd. Ovo je hrom, najtvrđi metal, plavičasto-bijele boje. Krom (Cr) je težak, vatrostalan metal otporan na toplinu i koroziju. Tvrdoća hroma po Brinellu je 70-90 kgf/cm2, tačka topljenja je 1907°C, gustina je 7200 kg/m3, tačka ključanja je 2671°C.
Obično se najtvrđi metal javlja u prirodi u obliku hrom-gvozdene rude. Krom je prilično čest element; Zemljina kora sadrži oko 0,02% toga, što je visoka cifra. Najveće naslage hroma nalaze se u ultramafičnim stijenama. Smatra se da su ultramafične stijene po sastavu najbliže Zemljinom omotaču. Kameni meteoriti su takođe bogati hromom. U vodi je sadržaj ovog metala vrlo nizak - samo 0,00005 mg/l.
Nutrient
Krom je biogena supstanca i dio je tkiva živih organizama. Krom se opskrbljuje hranom, a nedostatak ovog mikroelementa dovodi do povećanja kolesterola u krvi, smanjenja brzine rasta i smanjenja osjetljivosti tkiva na inzulin. U životinjskim organizmima sadržaj hroma je zanemarljiv - od deset hiljada do deset milionitih delova procenta. Biljna tkiva sadrže oko 0,0005% ovog metala, od čega je 92-95% u korijenu. Više biljke ne podnose visok sadržaj hroma, dok je u planktonu njegov koeficijent akumulacije 10.000-26.000.
U industriji se koriste najtvrđi metali i spojevi hroma: uglavnom za topljenje kromnih čelika, nihroma itd. Krom se široko koristi kao dekorativni premaz otporan na koroziju.
Šteta hroma
Neka jedinjenja hroma su toksična, npr. galvanske prevlake, legirajući aditivi, legure, vatrostalni materijali. Kod dužeg kontakta sa virulentnim (otrovnim) spojem hroma mogu se pojaviti početni znaci trovanja - suhoća, bol u nosu, grlobolja, otežano disanje. Tipično, blagi stupanj trovanja nestaje ako osoba prestane kontaktirati hrom, inače intoksikacija postaje kronična.
Ovaj proces karakteriziraju sljedeći simptomi - slabost, glavobolja, dispepsija, gubitak težine, disfunkcija želuca, jetre i gušterače, moguće bronhijalna astma, bronhitis, difuzna pneumoskleroza. Ako toksična jedinjenja hroma dođu u kontakt sa kožom, može doći do dermatitisa i ekcema.
mnogo ljubavnika zanimljivosti Zanima me koji je metal najteži? I neće biti lako odgovoriti na ovo pitanje nepredviđeno. Naravno, svaki nastavnik hemije će lako reći tačno, bez razmišljanja. Ali među običnim građanima koji zadnji put studirao hemiju u školi, malo tko će moći dati tačan i brz odgovor. To je zbog činjenice da su od djetinjstva svi navikli praviti razne igračke od žice i dobro su zapamtili da su bakar i aluminij mekani i dobro se savijaju, ali čelik, naprotiv, nije tako lako dati željeni oblik. Čovek najčešće barata sa tri navedena metala, pa čak ni ne razmatra ostale kandidate. Ali čelik sigurno nije najtvrđi metal na svijetu. Da budemo pošteni, vrijedi napomenuti da ovo uopće nije metal u hemijskom smislu, već spoj željeza i ugljika.
Šta je titanijum?
Najtvrđi metal je titanijum. Čisti titanijum je prvi put dobijen 1925. Ovo otkriće izazvalo je senzaciju u naučnim krugovima. Industrijalci su odmah skrenuli pažnju na novi materijal i cijenili prednosti njegove upotrebe. By službena verzija, najtvrđi metal na Zemlji dobio je ime u čast neuništivih Titana, koji su, prema starogrčke mitologije bili osnivači sveta.
Prema naučnicima, ukupne svetske rezerve titanijuma danas su oko 730 miliona tona. Sa sadašnjim tempom vađenja fosilnih sirovina, biće ih dovoljno za još 150 godina. Titanijum zauzima 10. mesto u prirodnim rezervama među svim poznatim metalima. Najveći svjetski proizvođač titanijuma je ruska kompanija VSMPO-Avisma, koja zadovoljava do 35% globalnih potreba. Preduzeće se bavi punim ciklusom prerade od iskopavanja rude do proizvodnje raznih proizvoda. Zauzima oko 90% Rusko tržište za proizvodnju titanijuma. oko 70% gotovih proizvoda ide u izvoz.
titan - laki metal srebrne boje sa tačkom topljenja od 1670 stepeni Celzijusa. Pokazuje visoku hemijsku aktivnost samo kada se zagreje, u normalnim uslovima ne reaguje sa većinom hemijski elementi i veze. Ne nalazi se u prirodi u svom čistom obliku. Uobičajeno u obliku rutila (titanijum dioksida) i ilmenita (kompleksne supstance koja se sastoji od titanijum dioksida i željeznog oksida). Čisti titan se izoluje sinterovanjem rude sa hlorom, a zatim istiskivanjem aktivnijeg metala (obično magnezijuma) iz nastalog tetrahlorida.
Industrijska primjena titanijuma
Najtvrđi metal ima prilično široku primjenu u mnogim industrijama. Amorfno raspoređeni atomi daju titanijum najviši nivo vlačna i torzijska čvrstoća, dobra otpornost na udar, visoka magnetna svojstva. Metal se koristi za izradu karoserija za vazdušni transport i projektila. Dobro se nosi sa ogromnim opterećenjima koja automobili doživljavaju na velikim visinama. Titan se također koristi u proizvodnji trupa za podmornice, jer može izdržati visokog pritiska na velikim dubinama.
U medicinskoj industriji metal se koristi u proizvodnji protetika i zubnih implantata, kao i hirurški instrumenti. Element se dodaje kao legirajući aditiv nekim vrstama čelika, što im daje povećanu čvrstoću i otpornost na koroziju. Titanijum je pogodan za livenje, jer vam omogućava da dobijete savršeno glatke površine. Takođe se koristi za izradu nakita i ukrasni predmeti. Također se aktivno koriste jedinjenja titana. Dioksid se koristi za pravljenje boja, kreča i dodaje se papiru i plastici.
Organske soli titana koriste se kao katalizator stvrdnjavanja u proizvodnji boja i lakova. Napravljen od titanijum karbida razni instrumenti i dodaci za obradu i bušenje drugih metala. U preciznom inženjerstvu, titanijum aluminid se koristi za proizvodnju elemenata otpornih na habanje koji imaju visoku sigurnosnu marginu.
Najtvrđu metalnu leguru su američki naučnici dobili 2011. godine. Njegov sastav je uključivao paladijum, silicijum, fosfor, germanijum i srebro. Novi materijal nazvano je "metalno staklo". Kombinira tvrdoću stakla i plastičnost metala. Potonji sprječava širenje pukotina, kao što se događa sa standardnim staklom. Naravno, materijal nije pušten u široku proizvodnju, jer su njegove komponente, posebno paladij, rijetki metali i vrlo su skupi.
Trenutno su napori naučnika usmjereni na traženje alternativnih komponenti koje bi sačuvale dobivena svojstva, ali značajno smanjile troškove proizvodnje. Međutim, neki dijelovi za zrakoplovnu industriju već se proizvode od nastale legure. Ako se alternativni elementi mogu uvesti u strukturu i materijal postane široko rasprostranjen, onda je sasvim moguće da će postati jedna od najpopularnijih legura budućnosti.
Vrijeme čitanja: 5 minuta.
Metali prate čovječanstvo gotovo cijeli njegov svjesni život. To je počelo, naravno, s bakrom, budući da je on najpodložniji materijal za obradu i dostupan u prirodi.
Evolucija je pomogla ljudima da se značajno tehnički razviju i vremenom su počeli da izmišljaju legure koje su postajale sve jače i jače. U naše vrijeme eksperimenti se nastavljaju, a nove izdržljive legure pojavljuju se svake godine. Hajde da razmotrimo najbolje od njih.
Titanijum
Titanijum je materijal visoke čvrstoće koji je veoma tražen u mnogim industrijama. Najčešća oblast primjene je avijacija. Sve je krivo dobra kombinacija mala težina i visoka čvrstoća. Takođe, svojstva titanijuma su visoka specifična čvrstoća, otpornost na fizičke uticaje, temperature i koroziju.
Uran
Jedan od najtrajnijih elemenata. U prirodnim uslovima, to je slab radioaktivni metal. Može se naći u slobodnom stanju, veoma je težak i svuda je rasprostranjen zbog svojih paramagnetnih svojstava. Uranijum je fleksibilan, ima visoku savitljivost i relativnu duktilnost.
Tungsten
Najvatrostalniji metal trenutno poznat. Ima srebrno-sive boje i predstavlja tzv. prelazni element. Svojstva volframa omogućavaju mu otpornost hemijski uticaji i podlegne kovanju. Najpoznatije područje primjene koristi se u žaruljama sa žarnom niti.
renijum
Srebrno-bijeli metal. U prirodi se može naći u čistom obliku, ali postoji i molibdenska sirovina u kojoj se takođe nalazi. Prepoznatljiva karakteristika Refraktornost renija. To se odnosi na skupih metala, tako da je i njegova cijena izvan planova. Glavno područje primjene je elektronika.
Osmijum
Osmijum je srebrno-bijeli metal koji ima blagu plavu nijansu. Pripada grupi platine i ima neobično jaku sličnost sa iridijumom u svojstvima kao što su vatrostalnost, tvrdoća i krtost.
Berilijum
Ovaj metal je element koji ima svijetlosivu nijansu i vrlo je toksičan. Imati takve neobična svojstva materijal je našao široku primenu na terenu nuklearne energije i laserske tehnologije. Visoka čvrstoća berilija omogućava mu da se koristi u proizvodnji legiranih legura.
Chromium
Plavkasto-bijela nijansa čini da se hrom ističe iz gomile. Otporan je na alkalije i kiseline. U prirodi se može naći u svom čistom obliku. Krom se često koristi za stvaranje raznih legura, koje se kasnije koriste u oblastima medicine i hemijske opreme.
Vrijedi napomenuti da je ferohrom legura hroma i željeza. Koristi se u proizvodnji alata za rezanje metala.
Tantal
To je srebrnast metal visoke tvrdoće i gustine. Olovna nijansa na metalu nastaje zbog pojave oksidnog filma na površini. Metal je pogodan za obradu.
Danas se tantal uspješno koristi u izgradnji nuklearnih reaktora i metalurškoj proizvodnji.
Rutenijum
Srebrni metal koji pripada grupi platine. Ima neobičan sastav: sadrži mišićaživi organizmi. Druga karakteristična činjenica je da se rutenijum koristi kao katalizator za mnoge hemijske reakcije.
Iridijum
Ovaj metal je na prvom mjestu u našoj ocjeni. Ima srebrno bijelu boju. Iridijum takođe pripada grupi platine i ima najveću tvrdoću od navedenih metala. IN savremeni svet koristi se vrlo često. Uglavnom se dodaje drugim metalima kako bi se poboljšala njihova otpornost na kiselu sredinu. Sam metal je veoma skup, jer je veoma slabo rasprostranjen u prirodi.
Pročitajte također:
Od djetinjstva to najviše znamo izdržljiv metal- Ovo je čelik. Uz to povezujemo sve željezo.
Čelični čovjek, Gvozdena dama, čelični karakter. Kada izgovaramo ove fraze, mislimo na nevjerovatnu snagu, snagu, tvrdoću.
Čelik je dugo bio glavni materijal u proizvodnji i naoružanju. Ali čelik nije metal. Tačnije, nije u potpunosti čist metal. To je s ugljikom, u kojem su prisutni drugi metalni aditivi. Korišćenjem aditiva, npr. promeniti njegova svojstva. Nakon toga se obrađuje. Proizvodnja čelika je čitava nauka.
Najjači metal se dobija uvođenjem odgovarajućih legura u čelik. To može biti krom, koji daje otpornost na toplinu, nikal, koji čini čelik tvrdim i elastičnim, itd.
U nekim područjima čelik je počeo da zamjenjuje aluminij. Vrijeme je prolazilo, brzine su se povećavale. Ni aluminijum to nije izdržao. Morao sam da se okrenem titanijumu.
Da, da, titanijum je najjači metal. Da bi čelik dobio visoke karakteristike čvrstoće, počeo mu se dodavati titan.
Otkriven je u 18. veku. Zbog svoje krhkosti, bilo ga je nemoguće koristiti. Vremenom, nakon što su dobili čisti titanijum, inženjeri i dizajneri su se zainteresovali za njegovu visoku specifičnu čvrstoću, nisku gustinu, otpornost na koroziju i visoke temperature. Njegova fizička snaga nekoliko puta premašuje snagu gvožđa.
Inženjeri su počeli da dodaju titanijum čeliku. Rezultat je najizdržljiviji metal, koji je našao primenu u okruženjima sa ultra visokim temperaturama. U to vrijeme nijedna druga legura ih nije mogla izdržati.
Ako zamislite da avion leti tri puta brže nego možete zamisliti kako se metalni pokrov zagrijava. Lim Koža aviona se u takvim uslovima zagreva do +3000C.
Danas se titanijum neograničeno koristi u svim oblastima proizvodnje. To su medicina, proizvodnja aviona, proizvodnja brodova.
Jasno je da će titanijum morati da se preseli u bliskoj budućnosti.
Naučnici iz SAD-a su u laboratorijama Teksaškog univerziteta u Austinu otkrili najtanji i najtrajniji materijal na Zemlji. Nazvali su ga grafen.
Zamislite ploču čija je debljina jednaka debljini jednog atoma. Ali takva ploča je jača od dijamanta i prenosi stotinu puta bolje struja nego kompjuterski čipovi napravljeni od silikona.
Grafen je materijal sa štetnim svojstvima. Uskoro će napustiti laboratoriju i s pravom zauzeti svoje mjesto među najvećima izdržljivi materijali Univerzum.
Nemoguće je čak ni zamisliti da bi nekoliko grama grafena bilo dovoljno da prekrije fudbalski teren. Ovo je metal. Cijevi od takvog materijala mogu se polagati ručno bez upotrebe mehanizama za podizanje i transport.
Grafen je, kao i dijamant, najčistiji ugljenik. Njegova fleksibilnost je neverovatna. Ovaj materijal se lako savija, savršeno savija i savršeno se kotrlja.
Proizvođači ekrana osetljivih na dodir već su počeli da ga detaljnije razmatraju, solarni paneli, mobilni telefoni i, konačno, superbrzi kompjuterski čipovi.