Metali yenye nguvu zaidi duniani. Metali yenye nguvu zaidi duniani

Kuna metali nyingi ulimwenguni ambazo zinafanana kwa suala la ugumu, lakini sio zote zinazotumiwa sana katika tasnia. Kunaweza kuwa na sababu kadhaa za hii: uhaba na kwa hiyo gharama kubwa, au radioactivity, ambayo inazuia matumizi kwa mahitaji ya binadamu. Miongoni mwa metali ngumu zaidi, kuna viongozi 6 ambao wameshinda ulimwengu na sifa zao.

Ugumu wa metali kawaida hupimwa kwa kutumia kiwango cha Mohs. Njia ya kupima ugumu inategemea kutathmini upinzani wa mwanzo wa metali nyingine. Kwa hivyo, iliamuliwa kuwa uranium na tungsten zina ugumu wa juu zaidi. Walakini, kuna metali ambazo hutumiwa zaidi ndani maeneo mbalimbali maisha, ingawa ugumu wao sio wa juu zaidi kwenye mizani ya Mohs. Kwa hiyo, wakati wa kujadili mada ya metali ngumu zaidi, itakuwa mbaya bila kutaja titani inayojulikana, chromium, osmium na iridium.

Anapoulizwa chuma kigumu zaidi ni nini, mtu yeyote anayesoma kemia na fizikia shuleni atajibu: "Titanium." Kwa kweli, kuna aloi na hata nuggets safi ambazo huzidi kwa nguvu. Lakini kati ya zile zinazotumiwa katika maisha ya kila siku na uzalishaji, titani haina sawa.

Titanium safi ilipatikana kwa mara ya kwanza mnamo 1925 na kisha kutangazwa kuwa chuma kigumu zaidi Duniani. Mara moja ilianza kutumika kikamilifu katika maeneo tofauti kabisa ya uzalishaji - kutoka sehemu za roketi na usafiri wa anga hadi implants za meno. Umaarufu wa chuma ni kutokana na mali zake kadhaa kuu: nguvu ya juu ya mitambo, upinzani wa kutu na joto la juu, na wiani mdogo. Kwa kiwango cha Mohs cha ugumu wa chuma, titani ina shahada ya 4.5, ambayo sio kiwango cha juu zaidi. Walakini, umaarufu wake na matumizi katika tasnia anuwai hufanya iwe ya kwanza kwa ugumu kati ya zile zinazotumiwa kawaida.

Titanium ndio chuma kigumu zaidi kinachotumika katika utengenezaji.

Maelezo zaidi juu ya matumizi ya titani katika tasnia. Metali hii ina anuwai ya matumizi:

Sekta ya anga - sehemu za fremu ya ndege, mitambo ya gesi, ngozi, vipengele vya nguvu, sehemu za chasisi, rivets, nk;
Teknolojia ya nafasi - casings, sehemu;
Ujenzi wa meli - vibanda vya meli, sehemu za pampu na mabomba, vyombo vya urambazaji, injini za turbine, boilers za mvuke;
Uhandisi wa mitambo - condensers turbine, mabomba, vipengele vya kuvaa;
Sekta ya mafuta na gesi - mabomba ya kuchimba visima, pampu, vyombo shinikizo la juu;
Sekta ya magari - katika taratibu za valves na mifumo ya kutolea nje, shafts ya maambukizi, bolts, chemchemi;
Ujenzi - nje na bitana ya ndani majengo, vifaa vya kuezekea, vifaa vya kufunga nyepesi na hata makaburi;
Dawa - vyombo vya upasuaji, prostheses, implants, nyumba za vifaa vya moyo;
Michezo - vifaa vya michezo, vifaa vya usafiri, sehemu za baiskeli.
Bidhaa za watumiaji - vito vya mapambo, vitu vya mapambo, zana za bustani, saa ya mkono, vyombo vya jikoni, nyumba za umeme na hata kengele, na pia huongezwa kwa rangi, rangi nyeupe, plastiki na karatasi.

Unaweza kuona kwamba titanium inahitajika katika maeneo tofauti kabisa ya tasnia kwa sababu yake mali ya kimwili na kemikali. Ingawa sio chuma kigumu zaidi ulimwenguni kwa kipimo cha Mohs, bidhaa zinazotengenezwa nayo ni nguvu zaidi na nyepesi kuliko chuma, huvaa kidogo na ni sugu zaidi kwa viwasho.

Titanium inachukuliwa kuwa ngumu zaidi kati ya metali zinazotumiwa kikamilifu

Mwenye nguvu zaidi katika yake kwa aina Metali ya hudhurungi-nyeupe inachukuliwa kuwa chromium. Iligunduliwa mwishoni mwa karne ya 18 na imekuwa ikitumika sana katika uzalishaji tangu wakati huo. Kwa kiwango cha Mohs, ugumu wa chromium ni 5. Na kwa sababu nzuri - inaweza kukata kioo, na ikiwa ni pamoja na chuma, inaweza hata kukata chuma. Chromium pia hutumiwa kikamilifu katika madini - inaongezwa kwa chuma ili kuiboresha. mali za kimwili. Aina mbalimbali za matumizi ya chromium ni tofauti sana. Vigogo hufanywa kutoka kwake silaha za moto, vifaa vya teknolojia ya matibabu na kemikali, vitu vya nyumbani - vyombo vya jikoni, sehemu za chuma za samani na hata hulls za manowari.

Ugumu wa juu katika fomu yake safi - chromium

Chromium inatumika ndani nyanja mbalimbali, kwa mfano, kwa ajili ya uzalishaji wa chuma cha pua, au kwa nyuso za mipako - chrome plating (vifaa, magari, sehemu, sahani). Chuma hiki mara nyingi hutumiwa katika utengenezaji wa mapipa ya bunduki. Chuma hiki pia kinaweza kupatikana mara nyingi katika utengenezaji wa rangi na rangi. Sehemu nyingine ya matumizi yake ambayo inaweza kuonekana ya kushangaza ni utengenezaji wa virutubisho vya lishe, na katika uundaji vifaa vya teknolojia Kwa maabara za kemikali na matibabu, chromium haiwezi kutumika bila chromium.

Osmium na iridium ni wawakilishi wa metali za kundi la platinamu na wana karibu wiani sawa. Katika hali yao safi ni nadra sana kwa maumbile, na mara nyingi hutiwa kwa kila mmoja. Iridium kwa asili yake ina ugumu wa juu, ndiyo sababu ni vigumu kufanya kazi na chuma, wote mitambo na kemikali.

Osmium na iridium zina msongamano wa juu zaidi

Iridium ilianza kutumika kikamilifu katika tasnia hivi karibuni. Hapo awali, ilitumiwa kwa tahadhari, kwani sifa zake za physicochemical hazikueleweka kikamilifu. Sasa iridium inatumika hata katika utengenezaji wa vito vya mapambo (kama inlays au alloyed na platinamu), vyombo vya upasuaji na sehemu za vichocheo vya moyo. Katika dawa, chuma haiwezi kubadilishwa: bidhaa zake za kibaolojia zinaweza kusaidia kupambana na saratani, na kuwasha na isotopu ya mionzi kunaweza kuzuia ukuaji wa seli za saratani.

Theluthi mbili ya iridium inayochimbwa ulimwenguni huenda kwenye tasnia ya kemikali, na iliyobaki inasambazwa kati ya tasnia zingine - kunyunyiza katika tasnia ya madini, bidhaa. matumizi maarufu(vipengele kalamu za chemchemi, vito), dawa katika utengenezaji wa elektroni, vifaa vya pacemaker na vyombo vya upasuaji, na vile vile kuboresha physicochemical na mali ya mitambo metali

Ugumu wa iridium kwenye mizani ya Moss ni 5

Osmium ni chuma chenye rangi ya fedha-nyeupe na rangi ya samawati. Iligunduliwa mwaka mmoja baadaye kuliko iridium, na sasa mara nyingi hupatikana katika meteorites ya chuma. Mbali na ugumu wake wa juu, osmium inatofautishwa na gharama yake ya juu - gramu 1 ya chuma safi inakadiriwa kuwa dola elfu 10. Kipengele kingine cha hiyo ni uzito wake - lita 1 ya osmium iliyoyeyuka ni sawa na lita 10 za maji. Walakini, wanasayansi bado hawajapata matumizi ya mali hii.

Kwa sababu ya uhaba wake na gharama kubwa, osmium hutumiwa tu ambapo hakuna chuma kingine kinachoweza kutumika. Haijawahi kutumika sana, na hakuna maana katika kutafuta hadi vifaa vya chuma viwe vya kawaida. Osmium sasa inatumika kutengeneza ala zinazohitaji usahihi wa hali ya juu. Bidhaa zilizotengenezwa kutoka kwake hazichakai na zina nguvu kubwa.

Fahirisi ya ugumu wa Osmium hufikia 5.5

Moja ya vipengele maarufu, ambayo ni moja ya metali ngumu zaidi duniani, ni uranium. Ni chuma chepesi cha kijivu na mionzi dhaifu. Uranus inachukuliwa kuwa moja ya wengi metali nzito- uzito wake maalum ni mara 19 ya uzito wa maji. Pia ina ductility jamaa, malleability na kubadilika, na mali paramagnetic. Kwa kiwango cha Moss, ugumu wa chuma ni 6, ambayo inachukuliwa kuwa ya juu sana.

Hapo awali, uranium ilikuwa karibu kamwe kutumika, lakini ilipatikana tu kama taka ya ore wakati wa uchimbaji wa metali nyingine - radium na vanadium. Leo, uranium inachimbwa kwa amana, vyanzo vikuu vikiwa Milima ya Rocky ya Marekani, Jamhuri ya Kongo, Kanada na Muungano wa Afrika Kusini.

Licha ya mionzi yake, uranium hutumiwa kikamilifu na ubinadamu. Inahitajika zaidi katika nishati ya nyuklia - inatumika kama mafuta kwa vinu vya nyuklia. Uranium pia hutumiwa katika tasnia ya kemikali na jiolojia kuamua umri wa miamba.

Sikukosa utendaji wa ajabu mvuto maalum na uhandisi wa kijeshi. Uranium hutumiwa mara kwa mara kuunda msingi wa projectiles za kutoboa silaha, ambazo, kwa sababu ya nguvu zao za juu, hufanya kazi nzuri ya kazi hiyo.

Uranium ni chuma kigumu zaidi, lakini ni mionzi

Inayoongoza kwenye orodha yetu ya metali ngumu zaidi Duniani ni tungsten ya rangi ya fedha-kijivu. Kwa kiwango cha Mohs, tungsten ina ugumu wa 6, kama urani, lakini, tofauti na mwisho, haina mionzi. Ugumu wa asili, hata hivyo, hauzuii kubadilika, ndiyo sababu tungsten ni bora kwa kuunda anuwai. bidhaa za chuma, na upinzani wake kwa joto la juu inaruhusu kutumika katika taa na umeme. Matumizi ya Tungsten haifikii viwango vya juu, na sababu kuu ya hii ni kiasi chake kidogo katika amana.

Kwa sababu ya msongamano wake mkubwa, tungsten hutumiwa sana katika tasnia ya silaha kwa utengenezaji wa vitu vizito na makombora ya ufundi. Kwa ujumla, tungsten hutumiwa kikamilifu katika uhandisi wa kijeshi - risasi, counterweights, makombora ya ballistiska. Matumizi ya pili maarufu zaidi ya chuma hiki ni anga. Injini na sehemu za vifaa vya utupu wa umeme hufanywa kutoka kwayo. Vyombo vya kukata tungsten hutumiwa katika ujenzi. Pia ni kipengele cha lazima katika utengenezaji wa varnish na rangi zinazostahimili mwanga, vitambaa vinavyostahimili moto na visivyo na maji.

Tungsten inachukuliwa kuwa ya kinzani zaidi na ya kudumu

Baada ya kusoma mali na maeneo ya matumizi ya kila chuma, ni ngumu kusema bila shaka ni ipi iliyo zaidi chuma ngumu ulimwenguni, ikiwa tutazingatia sio tu viashiria vya kiwango cha Mohs. Kila mmoja wa wawakilishi ana idadi ya faida. Kwa mfano, titani, ambayo haina ugumu wa juu-juu, imechukua nafasi ya kwanza kati ya metali zinazotumiwa zaidi. Lakini urani, ugumu wake ambao hufikia kiwango cha juu zaidi kati ya metali, sio maarufu sana kwa sababu ya mionzi yake dhaifu. Na tungsten, ambayo haitoi mionzi na ina nguvu ya juu na sana utendaji mzuri pliability, haiwezi kutumika kikamilifu kutokana na rasilimali chache.

Wanapozungumza metali kali zaidi duniani, mara moja namkumbuka shujaa wa enzi za kati akiwa na upanga akiwa tayari na amevaa mavazi ya kivita yaliyotengenezwa kwa chuma cha hadithi cha Damasko. Ni hili ambalo wengi huona kwa usahihi kuwa ni ngumu zaidi, ya kudumu zaidi, inayopinga ushawishi wa mitambo au kemikali. Lakini chuma sio chuma safi kinajumuisha vipengele kadhaa ambavyo vimesindika ili kubadilisha mali ya mwisho ya bidhaa iliyokamilishwa. Kwa hiyo, haiwezi kuitwa dutu yenye ugumu wa juu zaidi. Ni chuma gani kilicho na nguvu zaidi kwenye sayari?

10 Titan

Titanium iko katika nafasi ya 10 katika orodha yetu ya metali kali zaidi duniani. Ni nguvu ya juu imara rangi ya fedha na wiani mdogo. Titanium ni sugu kwa joto la juu, haina kutu, ni sugu kwa kemikali na haiogopi. uharibifu wa mitambo. Inawezekana kuyeyusha titani tu kwa joto zaidi ya digrii 3200, na ina chemsha inapokanzwa hadi joto la digrii 3300. Upeo wa matumizi ya chuma hiki ni pana na tofauti - kutoka sekta ya kijeshi hadi dawa.

Titanium iligunduliwa katika karne ya 18 na wanakemia wa Kiingereza na Wajerumani, na wakaiita kwa heshima ya Titans - giant. viumbe vya kizushi kwa nguvu zisizo na kifani na uwezo mwingine usio wa kawaida.

Kwa muda mrefu, titani haikutumiwa kwa madhumuni ya viwanda, kwani hawakuweza kupitisha udhaifu wa asili wa chuma hiki. Iliwezekana kuipata katika hali yake safi tu katika msimu wa baridi wa 1925

9

Uranium inashika nafasi ya 9 katika 10 Bora. Yake kipengele tofauti ni mionzi dhaifu. Uranium hutokea kwa asili katika fomu safi na kama sehemu ya miamba ya sedimentary. Miongoni mwa mali kuu ya chuma hiki, ni muhimu kuonyesha kubadilika nzuri na malleability, ductility, ambayo inaruhusu kutumika katika viwanda mbalimbali.

Aloi za uranium zilizo chini ya matibabu ya joto zina sifa ya upinzani wa juu wa kutu; bidhaa zilizofanywa kutoka kwao hazibadili sura kutokana na mabadiliko ya joto. Ndiyo maana chuma hiki kilitumiwa kufanya chuma cha chombo hadi katikati ya miaka ya 30 ya karne iliyopita, lakini baadaye teknolojia hii iliachwa.

8

Tungsten iko katika nafasi ya 8 katika nafasi yetu. Chuma hiki kina sifa za kushangaza, zisizo na kifani. Inachemka kwa joto la juu sana - digrii 5900. Na chuma hiki kigumu cha fedha-kijivu na uangaze wa tabia haogopi hata wenye fujo zaidi kemikali, inachukua sura kwa urahisi wakati wa mchakato wa kughushi na ina uwezo wa kunyoosha kwenye uzi mwembamba zaidi bila kukatika. Tungsten filament - kila mtu amesikia na kuiona. Kwa hivyo uzi huu umetengenezwa kutoka kwa tungsten.

NA Lugha ya Kijerumani Neno "tungsten" linamaanisha "povu ya mbwa mwitu"
Metali hiyo iligunduliwa na mwanakemia wa Uswidi Carl Scheele mnamo 1781

7 Rhenium

Metali hii ya mpito-nyeupe ni ya kitengo cha gharama kubwa, ni muhimu sana katika mchakato wa utengenezaji wa vifaa vya kisasa vya elektroniki na teknolojia. Rhenium ilipewa jina la moja ya metali ya kudumu zaidi duniani kutokana na ugumu wake na wiani, ambayo haipunguzi hata chini ya ushawishi wa mabadiliko ya joto. Rhenium ni kinzani na hutolewa kutoka molybdenum na ore ya shaba. Utaratibu huu ni ngumu sana na unahitaji nguvu kazi, ambayo inaelezea gharama kubwa kumaliza chuma. Ili kupata kilo 1 ya rhenium, unahitaji tani elfu 2 za madini, kumaliza uzalishaji ya chuma hii si zaidi ya tani 40 kwa mwaka.

Rhenium ilivumbuliwa na wanakemia maarufu wa Ujerumani Ida na Walter Noddack, na waliiita kwa heshima ya Mto Rhine maridadi.

6 Osmium

Nafasi ya 6 katika ukadiriaji wetu inapewa osmium, chuma chenye nguvu zaidi ulimwenguni, mali ya kundi la platinamu na inayojulikana na msongamano wa ajabu. Kwa kulinganisha na metali nyingi za platinamu, osmium ni kinzani na ngumu, lakini wakati huo huo ni tete; haogopi uharibifu wa mitambo na yatokanayo na vitu vikali.

Kipengele tofauti cha osmium ni rangi yake ya fedha-nyeupe na rangi ya samawati isiyoweza kutambulika na badala yake. harufu mbaya(kitu kinachofanana na mchanganyiko wa vitunguu na bleach). Metali hii haipatikani katika hali yake safi katika asili, mara chache sana inaweza kupatikana pamoja na iridium, na hata hivyo tu katika baadhi ya maeneo ya Siberia, Kanada, Marekani na Afrika Kusini. Osmium ni haba, kwa hivyo ni ghali sana na inatumika tu pale ambapo uwekezaji mkubwa katika uchimbaji wake unahalalishwa. Metali hii hutumiwa katika tasnia ya umeme, tasnia ya anga na kemikali, na upasuaji. Ni sehemu kuu katika utengenezaji wa dawa ya nadra - cortisone.

Osmium ndio chuma cha bei ghali zaidi ulimwenguni. Bei ya gramu 1 inaweza kufikia dola elfu 200.

5

Beryllium ina rangi ya kijivu nyepesi na ina sifa ya ugumu, upinzani wa moto, conductivity nzuri ya mafuta na sumu. Chuma hicho huchimbwa kutoka kwa mawe na hutumiwa sana na sayansi ya kisasa. Ni muhimu sana katika tasnia ya anga na anga, katika nishati ya nyuklia na madini.

4

Chromium ndiyo inayojulikana zaidi kati ya metali ngumu zaidi duniani, bidhaa zinazotengenezwa kutoka

ambayo ni hakika kupatikana katika kila nyumba. Ni ya kudumu, inakabiliwa na mazingira ya fujo, ina rangi ya bluu laini na uangaze wa tabia. Chromium inasambazwa sana katika maumbile katika mfumo wa ore ya chuma ya chromium, inatumika katika karibu tasnia zote, na huongezwa kwa metali zingine ili kuwapa ugumu wa ziada, upinzani wa kutu na kuboresha. mwonekano. Sehemu za Chrome vitu vya ndani, vifaa vya mabomba na vyombo vya nyumbani kuwa mapambo bora kwa kila nyumba.

Kiwango cha kuyeyuka cha chromium ni digrii 1907, ina chemsha kwa joto la digrii 2671. Katika hali yake safi, chromium ni mnato sana na mnato, lakini pamoja na oksijeni inakuwa brittle na ngumu sana.

3

Tantalum iko katika nafasi ya 3 katika ukadiriaji wetu inastahili "medali ya shaba", kama moja ya metali za kudumu zaidi kwenye sayari. Tantalum ni rangi ya fedha na mng'ao unaofanana na risasi, unaojulikana na kuongezeka kwa ugumu na msongamano wa kushangaza. Wakati huo huo na refractoriness, nguvu, upinzani dhidi ya kutu na fujo mfiduo wa kemikali Chuma hiki kina sifa ya ductility. Inatengenezwa kwa urahisi, ambayo inathaminiwa sana katika tasnia ya kemikali na madini. chuma ni muhimu wakati wa ujenzi wa mitambo ya nyuklia ni kipengele kuu ya aloi sugu joto.

2 Ruthenium

Ruthenium ni rangi ya fedha na ina sifa ya kipengele cha pekee - kuwepo kwa vipande tishu za misuli viumbe hai. Kulingana na wanasayansi, ni muundo huu usio wa kawaida ambao uliathiri mali ya chuma na kuifanya kuwa na nguvu zaidi.
Ruthenium sio tu yenye nguvu na ngumu, pia ni imara ya kemikali, inaweza kuunda misombo tata na ina jukumu la kichocheo cha athari za kemikali. Sifa za chuma hiki zilizoelezewa hapo juu zinaifanya kuwa ya lazima katika utengenezaji wa wiring na mawasiliano anuwai, na vifaa vya glasi vya maabara. Ya chuma pia ni katika mahitaji katika kujitia. Kuhusu utengenezaji wa ruthenium yenyewe, karibu imejilimbikizia kabisa katika Jamhuri ya Afrika Kusini.

1 Iridiamu

Vyuma vimetumiwa na mwanadamu tangu mwanzo wa ustaarabu. Moja ya kwanza inayojulikana ilikuwa shaba, kutokana na urahisi wa usindikaji na matumizi makubwa. Wanaakiolojia wamegundua maelfu ya vitu vya shaba wakati wa kuchimba. Maendeleo hayasimama, na hivi karibuni ubinadamu ulijifunza kutengeneza aloi za kudumu kutengeneza silaha na zana za kilimo. Hadi leo, majaribio ya metali hayaacha, kwa hiyo imewezekana kuamua ni chuma gani chenye nguvu zaidi duniani.

Iridium

Kwa hivyo, chuma chenye nguvu zaidi ni iridium. Inapatikana kwa mvua kutoka kwa kufutwa kwa platinamu katika asidi ya sulfuriki. Baada ya majibu, dutu hii inakuwa nyeusi, na baadaye katika mchakato wa misombo mbalimbali inaweza kubadilisha rangi: kwa hiyo jina, ambalo linamaanisha "upinde wa mvua". Iridium iligunduliwa ndani mapema XIX karne nyingi, na tangu wakati huo njia mbili tu zimepatikana za kufuta: lye iliyoyeyuka na peroxide ya sodiamu.

Iridium ni nadra sana katika asili; kiasi chake katika dunia haizidi 1 katika 1,000,000,000.

Iridium hutumiwa sana katika nyanja mbalimbali za shughuli za binadamu, hasa katika dawa. Inatumika kuzalisha bandia za macho, misaada ya kusikia, electrodes kwa ubongo, pamoja na vidonge maalum vinavyowekwa kwenye tumors za saratani.

Kulingana na wanasayansi, idadi ndogo kama hiyo ya jambo inaonyesha kuwa ni ya asili ya kigeni, ambayo ni, inayoletwa na aina fulani ya asteroid.

Mwingine wa metali kali zaidi duniani, jina ambalo linatokana na jina la nchi yetu. Iligunduliwa kwanza katika Urals. Au tuseme, walipata platinamu huko, ambayo wanasayansi wa Urusi baadaye waligundua chuma kipya. Hii ilikuwa miaka 200 iliyopita.

Kwa sababu ya uzuri wake, ruthenium mara nyingi hutumiwa katika vito vya mapambo, lakini sio katika hali yake safi, kwa sababu ni nadra sana.

Ruthenium ni chuma bora. Haina ugumu tu, bali pia uzuri. Kwa upande wa ugumu, ni duni tu kwa quartz. Lakini wakati huo huo ni tete sana, ni rahisi kubomoka kuwa poda au kuvunja wakati imeshuka kutoka kwa urefu. Kwa kuongeza, ni chuma chepesi na chenye nguvu zaidi, wiani wake ni vigumu gramu kumi na tatu kwa kila sentimita ya mchemraba.

Licha ya upinzani wake duni wa athari, ruthenium ni bora katika kupinga joto la juu. Ili kuyeyusha, lazima iwe moto hadi digrii zaidi ya 2300. Ukifanya hivi kwa kutumia arc ya umeme, dutu inaweza kwenda moja kwa moja kwenye hali ya gesi, kupita hatua ya kioevu.

Kama sehemu ya aloi, matumizi yake ni pana sana, hata katika mechanics ya nafasi, kwa mfano, aloi za metali ruthenium na platinamu zilichaguliwa kwa utengenezaji. seli za mafuta kwa satelaiti za ardhi bandia.

Wa kwanza duniani kugundua chuma hiki alikuwa mwanasayansi wa Uswidi Ekeberg. Lakini mwanakemia hakuweza kamwe kuitenga katika hali yake safi, shida ziliibuka na hii, ndiyo sababu ilipokea jina Shujaa wa Kigiriki hadithi, Tantalus. Tantalum ilianza kutumika kwa bidii tu wakati wa Vita vya Kidunia vya pili.

Tantalum ni chuma kigumu, cha kudumu, chenye rangi ya fedha joto la kawaida huonyesha shughuli kidogo, huongeza oksidi tu inapokanzwa zaidi ya 280°C, na huyeyuka tu kwa karibu 3300 Kelvin.

Licha ya nguvu zake, tantalum ni ductile kabisa, takriban kama dhahabu, na kufanya kazi nayo sio ngumu

Tantalum inaweza kutumika kama mbadala chuma cha pua, maisha ya huduma yanaweza kutofautiana kwa miaka ishirini.

Tantalum pia hutumiwa:

katika anga kwa ajili ya utengenezaji wa sehemu zinazostahimili joto;
katika kemia kama sehemu ya aloi za kuzuia kutu;
katika nishati ya nyuklia, kwani ni sugu sana kwa mvuke wa cesium;
dawa kwa ajili ya utengenezaji wa implantat na prostheses;
V teknolojia ya kompyuta kwa ajili ya uzalishaji wa superconductors;
katika masuala ya kijeshi kwa aina mbalimbali za projectiles;
katika kujitia, tangu wakati wa oxidation inaweza kupata vivuli tofauti.

Metali hii inachukuliwa kuwa biogenic, ambayo inamaanisha inaweza kuwa na athari nzuri kwa viumbe hai. Kwa mfano, kiasi cha chromium hudhibiti viwango vya cholesterol. Ikiwa chromium katika mwili ni chini ya miligramu sita, hii inasababisha ongezeko kubwa la cholesterol katika damu. Unaweza kupata ioni za chromium, kwa mfano, kutoka kwa shayiri ya lulu, bata, ini au beets.
Chrome ni kinzani, haifanyiki na unyevu na haina oxidize (tu inapokanzwa zaidi ya 600 ° C).

Ya chuma hutumiwa kikamilifu kuunda mipako ya chrome na taji za meno.

Chuma hiki cha kudumu kiliitwa glucinium hapo awali kwa sababu watu waligundua ladha yake tamu. Kwa kuongeza, dutu hii bado ina mengi mali ya kushangaza. Anasitasita kujiunga athari za kemikali. Inadumu sana: imethibitishwa kwa majaribio kuwa waya wa berili yenye unene wa milimita inaweza kuhimili uzito wa mtu mzima. Kwa kulinganisha, waya wa alumini unaweza kuhimili kilo kumi na mbili tu.

Beryllium ni sumu sana. Inapomezwa, inaweza kuchukua nafasi ya magnesiamu kwenye mifupa, hali inayoitwa berylliosis. Inafuatana na kikohozi kavu na uvimbe wa mapafu na inaweza kusababisha kifo. Sumu labda ndio kikwazo pekee muhimu cha berili kwa wanadamu. Vinginevyo, ina faida nyingi na matumizi mengi: sekta nzito, mafuta ya nyuklia, anga na astronautics, madini, dawa.

Berili ni nyepesi sana ikilinganishwa na baadhi ya metali za alkali

Chuma hiki cha kudumu ni ghali zaidi kuliko iridium (na ya pili kwa California). Hata hivyo, hutumiwa katika maeneo ambayo matokeo ni muhimu zaidi kuliko gharama yake: kwa ajili ya uzalishaji vifaa vya matibabu kwa kliniki bora zaidi duniani. Kwa kuongeza, inaweza kutumika kutengeneza miunganisho ya umeme, sehemu za vifaa vya kupimia na saa za bei ghali kama vile Rolex, hadubini za elektroni na vichwa vya kijeshi. Shukrani kwa osmium, wanakuwa na nguvu zaidi na wanaweza kustahimili halijoto ya juu, hata iliyokithiri.

Osmium haifanyiki kwa asili peke yake, tu kwa kuchanganya na rhodium, hivyo baada ya uchimbaji kazi ni kutenganisha atomi zao. Osmium haipatikani sana katika "seti" yenye platinamu, shaba na madini mengine.

Makumi machache tu ya kilo za dutu hii hutolewa kwa mwaka kwenye sayari.

Chuma hiki kina muundo wenye nguvu sana. Rangi yenyewe ni nyeupe, na inapovunjwa kuwa poda inageuka kuwa nyeusi. Chuma hicho ni nadra sana na huchimbwa pamoja na madini na madini mengine. Mkusanyiko wa rhenium katika asili ni kidogo.

Kutokana na gharama kubwa ya ajabu, dutu hii hutumiwa tu katika hali ya umuhimu mkubwa. Hapo awali, aloi zake, kutokana na upinzani wao wa joto, zilitumiwa katika anga na roketi, ikiwa ni pamoja na kuandaa wapiganaji wa supersonic. Ilikuwa ni eneo hili ambalo lilikuwa hatua kuu ya matumizi ya dunia ya rhenium, na kuifanya nyenzo ya matumizi ya kijeshi-kimkakati.

Rhenium hutumiwa kutengeneza nyuzi na chemchemi vyombo vya kupimia, mawasiliano ya kujisafisha na vichocheo maalum vinavyohitajika kuzalisha petroli. Hii ni nini hasa miaka ya hivi karibuni iliongeza mahitaji ya rhenium kwa kiasi kikubwa. Soko la dunia liko tayari kupigania chuma hiki adimu.

Katika ulimwengu wote kuna amana moja tu kamili, na iko nchini Urusi, ya pili, ndogo zaidi, iko nchini Ufini.

Wanasayansi wamegundua dutu mpya, ambayo katika mali yake inaweza kuwa na nguvu zaidi kuliko metali inayojulikana. Iliitwa "Liquid Metal". Majaribio nayo yalianza hivi karibuni, lakini tayari imejidhihirisha yenyewe. Inawezekana kabisa kwamba Liquid Metal hivi karibuni itabadilisha metali ambazo zinajulikana sana kwetu.

Imani ya kawaida kuhusu ugumu ni almasi au chuma cha damaski/damaski. Ikiwa madini ya kwanza ni bora kuliko vitu vyote rahisi vilivyopo Duniani ambavyo asili imeunda, basi mali ya kushangaza ya vile vile vilivyotengenezwa kwa chuma adimu ni kwa sababu ya ustadi wa wafua panga na nyongeza kutoka kwa metali zingine. Aloi nyingi za kiufundi, zinazotumiwa, kwa mfano, kwa ajili ya utengenezaji wa wakataji-ngumu zaidi katika tasnia ya uhandisi, kuunda zana za kudumu, za kuaminika na mali ya kipekee, huhusishwa na nyongeza hizi katika symbiosis ya kawaida ya chuma na kaboni, kwa ufupi, jadi inayoitwa chuma - chromium, titanium, vanadium, molybdenum, nickel. Wasomaji wanapouliza chuma kigumu zaidi ulimwenguni ni nini, wanajawa na habari nyingi zinazokinzana kwenye kurasa za tovuti. Katika jukumu hili, kulingana na waandishi makala mbalimbali, ama tungsten au chromium, au iridiamu yenye osmium, au titani yenye tantalum.

Ili kupita kwenye msitu ambao haujafasiriwa kwa usahihi kila wakati, ingawa ukweli sahihi, inafaa kugeukia chanzo cha msingi - mfumo wa vitu vilivyomo katika muundo na vitu vingine vya ulimwengu, vilivyoachwa kwa ubinadamu na duka la dawa kubwa la Urusi. mwanafizikia D.I. Mendeleev. Alikuwa na maarifa ya encyclopedic, alipata mafanikio mengi ya kisayansi katika maarifa juu ya muundo, muundo, mwingiliano wa dutu, pamoja na jedwali maarufu kulingana na msingi. sheria ya mara kwa mara jina lake.

Sayari zilizo karibu zaidi na Jua - Mercury, Venus, Mars, pamoja na sayari yetu, zimeainishwa kama moja - kikundi cha ulimwengu. Kuna sababu za hii sio tu kati ya wanaastronomia, fizikia na wanahisabati, lakini pia kati ya wanajiolojia na kemia. Sababu ya hitimisho vile kati ya mwisho ni, kati ya mambo mengine, ukweli kwamba wote hasa hujumuisha silicates, i.e. derivatives mbalimbali za kipengele cha silicon, pamoja na misombo mingi ya chuma kutoka kwa meza ya Dmitry Ivanovich.

Hasa, sayari yetu zaidi (hadi 99%) ina vitu kumi:

Lakini mwanadamu, pamoja na chuma na aloi kulingana na hiyo muhimu kwa maisha na maendeleo, daima amekuwa akivutiwa zaidi na madini ya thamani, mara nyingi kwa heshima huitwa metali nzuri - dhahabu na fedha, na baadaye platinamu.

Kulingana na uainishaji wa kisayansi uliopitishwa na wanakemia, kundi la platinamu ni pamoja na ruthenium, rhodium, palladium na osmium yenye iridium. Wote pia ni mali ya metali adhimu. Kulingana na misa yao ya atomiki, kwa kawaida wamegawanywa katika vikundi viwili:

Mbili za mwisho zinavutia sana uchunguzi wetu wa kisayansi-ghushi kuhusu mada ya nani ni mgumu zaidi hapa. Hii ni kutokana na ukweli kwamba ni kubwa, ikilinganishwa na vipengele vingine, wingi wa atomiki: 190.23 - kwa osmium, 192.22 - kwa iridium, kulingana na sheria za fizikia, pia ina maana kubwa. mvuto maalum, na, kwa hiyo, ugumu wa metali hizi.

Ikiwa dhahabu mnene, nzito na risasi ni laini, vitu vya plastiki ambavyo ni rahisi kusindika, basi osmium na iridium, iliyogunduliwa mwanzoni mwa karne ya 19, iligeuka kuwa dhaifu. Hapa ni lazima kukumbuka kwamba kipimo cha mali hii ya kimwili ni almasi, ambayo inaweza kutumika bila juhudi maalum tumia uandishi kwenye nyenzo nyingine yoyote ngumu ya asili ya asili au bandia, ambayo pia ni dhaifu sana, i.e. Ni rahisi kuvunja. Ingawa, kwa mtazamo wa kwanza, hii inaonekana kuwa haiwezekani.

Kwa kuongeza, osmium na palladium zina mali nyingi za kuvutia zaidi:

Refractoriness ya juu sana.
Inastahimili kutu na oxidation hata inapokanzwa hadi joto la juu.
Sugu kwa asidi iliyokolea na misombo mingine ya fujo.

Kwa hivyo, pamoja na platinamu, pamoja na katika mfumo wa misombo, hutumiwa katika utengenezaji wa vichocheo vya michakato mingi ya kemikali, vifaa vya usahihi wa hali ya juu, vifaa, zana katika sekta ya matibabu, kisayansi, kijeshi na nafasi ya shughuli za binadamu. .

Ni osmium na iridium, na wanasayansi baada ya utafiti wanaamini kwamba mali hii ni takriban sawa iliyotolewa kwao kwa asili, ni metali ngumu zaidi duniani.

Na kila kitu kitakuwa sawa, lakini sio nzuri sana. Jambo ni kwamba kama uwepo wao ndani ukoko wa dunia, na, ipasavyo, uzalishaji wa kimataifa wa madini haya muhimu sana haufai:

10 -11% ni maudhui yao katika shell imara ya sayari.
Jumla ya chuma safi kinachozalishwa kwa mwaka ni ndani ya mipaka ifuatayo: tani 4 kwa iridium, t 1 kwa osmium.
Bei ya osmium ni takriban sawa na bei ya dhahabu.

Ni wazi kwamba dunia hii adimu, metali za gharama kubwa, licha ya ugumu wao, haiwezi hata kutumika kwa kiasi kidogo kama malighafi kwa ajili ya uzalishaji; labda kama viungio vya aloi, misombo na metali nyingine ili kutoa mali ya kipekee.

Nani kwa ajili yao?

Lakini mtu hangekuwa mwenyewe ikiwa hangepata mbadala wa iridium na osmium. Kwa kuwa siofaa na ni ghali sana kuzitumia, basi umakini haukubadilishwa kwa metali zingine ambazo zimepata matumizi yao katika hali tofauti, tasnia za kuunda aloi mpya. vifaa vya mchanganyiko, uzalishaji wa vifaa, mashine na taratibu za matumizi ya kiraia na kijeshi:

Ingawa chuma kigumu zaidi ulimwenguni, au tuseme, mbili kati yao - iridium na osmium, zimeonyesha mali zao za kipekee katika hali ya maabara, na pia kama nyongeza ya asilimia katika aloi, misombo mingine ya kuunda vifaa vipya. muhimu kwa mtu, tunapaswa kushukuru kwa asili na kwa zawadi hii. Wakati huo huo, hakuna shaka kwamba akili za kudadisi za wanasayansi wenye talanta na wavumbuzi mahiri watakuja na vitu vipya vyenye mali ya kipekee, kama ilivyotokea tayari na muundo wa fullerenes, ambayo iligeuka kuwa ngumu kuliko almasi, ambayo ni. tayari inashangaza.

Linapokuja suala la chuma ngumu na cha kudumu, katika mawazo ya mtu mara moja picha ya mpiganaji na upanga na silaha. Kweli, au kwa saber, na hakika imetengenezwa kwa chuma cha Dameski. Lakini chuma, ingawa ni ya kudumu, sio chuma safi; Na, ikiwa ni lazima, chuma kinasindika ili kubadilisha mali zake.

Nyepesi, ya kudumu ya chuma-nyeupe ya chuma

Kila moja ya nyongeza, iwe chromium, nikeli au vanadium, inawajibika kwa ubora fulani. Lakini titani huongezwa kwa nguvu - aloi ngumu zaidi hupatikana.

Kulingana na toleo moja, chuma kilipata jina lake kutoka kwa Titans, watoto wenye nguvu na wasio na hofu wa mungu wa Dunia Gaia. Lakini kulingana na toleo lingine, dutu ya silvery inaitwa jina la malkia wa Fairy Titania.

Titanium iligunduliwa na wanakemia wa Ujerumani na Kiingereza Gregor na Klaproth kwa kujitegemea, kwa muda wa miaka sita. Hii ilitokea mwishoni mwa karne ya 18. Dutu hii mara moja ilichukua nafasi yake katika jedwali la upimaji la Mendeleev. Miongo mitatu baadaye, sampuli ya kwanza ya chuma cha titani ilipatikana. Na chuma haikutumika kwa muda mrefu kwa sababu ya udhaifu wake. Hasa hadi 1925 - ilikuwa wakati huo, baada ya mfululizo wa majaribio, kwamba titani safi ilipatikana kwa njia ya iodidi. Ugunduzi huo ulikuwa mafanikio ya kweli. Titan iligeuka kuwa ya juu kiteknolojia, na wabunifu na wahandisi mara moja waliizingatia. Na sasa chuma hupatikana kutoka kwa ore haswa na njia ya joto ya magnesiamu, ambayo ilipendekezwa mnamo 1940.

Ikiwa tunagusa mali ya kimwili ya titani, tunaweza kutambua nguvu zake maalum, nguvu joto la juu, wiani mdogo na upinzani wa kutu. Nguvu ya mitambo ya titani ni mara mbili zaidi kuliko ile ya chuma na mara sita zaidi kuliko ile ya alumini. Kwa joto la juu, ambapo aloi za mwanga hazifanyi kazi tena (msingi wa magnesiamu na alumini), aloi za titani zinakuja kuwaokoa. Kwa mfano, ndege katika urefu wa kilomita 20 hufikia kasi mara tatu zaidi ya kasi ya sauti. Na joto la mwili wake ni karibu nyuzi 300 Celsius. Aloi ya titani tu inaweza kuhimili mizigo kama hiyo.

Chuma kinashika nafasi ya kumi kwa suala la kuenea kwa asili. Titanium inachimbwa Afrika Kusini, Urusi, Uchina, Ukraine, Japan na India. Na hii sio orodha kamili ya nchi.

Titanium - ya kudumu na chuma nyepesi duniani

Orodha ya uwezekano wa kutumia chuma ni ya heshima. Hizi ni sekta ya kijeshi, osteoprostheses katika dawa, kujitia na bidhaa za michezo, bodi za mzunguko simu za mkononi na mengi zaidi. Wabunifu wa roketi, ndege na wajenzi wa meli husifu titani kila wakati. Hata sekta ya kemikali haijaacha chuma bila tahadhari. Titanium ni bora kwa kurusha, kwa sababu muhtasari wakati wa utumaji ni sahihi na una uso laini. Mpangilio wa atomi katika titani ni amofasi. Na hii inahakikisha nguvu ya juu ya mvutano, ugumu, mali bora za sumaku.

Metali ngumu zenye msongamano mkubwa zaidi

Baadhi ya metali ngumu zaidi pia ni osmium na iridium. Hizi ni vitu kutoka kwa kundi la platinamu;

Iridium iligunduliwa mnamo 1803. Metali hiyo iligunduliwa na mwanakemia kutoka Uingereza, Smithson Tennat, wakati wa utafiti wa platinamu asili kutoka Amerika ya Kusini. Kwa njia, "iridium" inatafsiriwa kutoka kwa Kigiriki cha kale kama "upinde wa mvua".

Chuma ngumu zaidi ni ngumu kupata, kwani karibu haipo kwa asili. Na mara nyingi chuma hupatikana katika meteorites zilizoanguka chini. Kulingana na wanasayansi, kwenye sayari yetu maudhui ya iridium inapaswa kuwa ya juu zaidi. Lakini kutokana na mali ya chuma - siderophilicity - iko kwenye kina kirefu cha matumbo ya dunia.

Iridium ni ngumu sana kusindika wote kwa joto na kemikali. Chuma haifanyiki na asidi, hata mchanganyiko wa asidi kwenye joto chini ya digrii 100. Wakati huo huo, dutu hii inakabiliwa na michakato ya oxidation katika aqua regia (hii ni mchanganyiko wa asidi hidrokloric na nitriki).

Nia ya chanzo nishati ya umeme, inawakilisha isotopu ya iridium 193 m 2. Tangu nusu ya maisha ya chuma ni 241 miaka. Iridium imepata matumizi makubwa katika paleontolojia na sekta. Inatumika katika kutengeneza quills za kalamu na kuamua umri wa tabaka tofauti za dunia.

Lakini osmium iligunduliwa mwaka mmoja baadaye kuliko iridium. Chuma hiki kigumu kilipatikana ndani muundo wa kemikali sediment ya platinamu, ambayo iliyeyushwa katika aqua regia. Na jina "osmium" linatokana na neno la Kigiriki la kale kwa "harufu." Ya chuma si chini ya matatizo ya mitambo. Aidha, lita moja ya osmium ni nzito mara kadhaa kuliko lita kumi za maji. Walakini, mali hii bado haijatumika.

Osmium inachimbwa katika migodi ya Amerika na Urusi. Amana zake pia ni tajiri nchini Afrika Kusini. Mara nyingi chuma hupatikana katika meteorite za chuma. Ya riba kwa wataalamu ni osmium-187, ambayo inasafirishwa tu kutoka Kazakhstan. Inatumika kuamua umri wa meteorites. Ni muhimu kuzingatia kwamba gramu moja tu ya isotopu inagharimu dola elfu 10.

Kweli, osmium hutumiwa katika tasnia. Na si kwa fomu yake safi, lakini kwa namna ya alloy ngumu na tungsten. Imezalishwa kutoka kwa dutu ya taa za incandescent. Osmium ni kichocheo katika utengenezaji amonia. Sehemu za kukata kwa mahitaji ya upasuaji hazifanywa mara chache kutoka kwa chuma.

Chuma ngumu zaidi safi

Ngumu zaidi ya metali safi zaidi kwenye sayari ni chromium. Inajitolea kikamilifu kwa usindikaji wa mitambo. Metali ya rangi ya hudhurungi-nyeupe iligunduliwa mnamo 1766 karibu na Yekaterinburg. Wakati huo madini hayo yaliitwa "risadi nyekundu ya Siberia". Yake jina la kisasa– mamba. Miaka michache baada ya ugunduzi, yaani, mwaka wa 1797, duka la dawa la Kifaransa Vauquelin alitenga chuma kipya kutoka kwa chuma, tayari kinzani. Wataalam leo wanaamini kwamba dutu inayotokana ni chromium carbudi.

Jina la kipengele hiki linatokana na "rangi" ya Kigiriki, kwa sababu chuma yenyewe ni maarufu kwa aina mbalimbali za rangi za misombo yake. Chromium ni rahisi kupata katika asili na ni ya kawaida. Unaweza kupata chuma nchini Afrika Kusini, ambayo ni ya kwanza katika uzalishaji, na pia katika Kazakhstan, Zimbabwe, Urusi na Madagaska. Kuna amana nchini Uturuki, Armenia, India, Brazil na Ufilipino. Wataalamu hasa wanathamini misombo fulani ya chromium - ore ya chuma ya chromium na crocoite.

Chuma ngumu zaidi duniani ni tungsten

Tungsten ni kipengele cha kemikali, ngumu zaidi inapozingatiwa pamoja na metali nyingine. Kiwango chake cha kuyeyuka ni cha juu sana, cha juu tu kwa kaboni, lakini sio kipengele cha metali.

Lakini ugumu wa asili wa tungsten wakati huo huo hauzuii kubadilika na unyenyekevu, ambayo inakuwezesha kuunda aina yoyote ya nyenzo kutoka kwake. maelezo muhimu. Ni kubadilika kwake na upinzani wa joto ambayo hufanya tungsten kuwa bora nyenzo zinazofaa kwa kuyeyusha sehemu ndogo taa za taa na sehemu za TV, kwa mfano.

Tungsten pia hutumiwa katika maeneo mazito zaidi, kwa mfano, utengenezaji wa silaha - kwa utengenezaji wa vifaa vya kupingana na ganda la ufundi. Tungsten inadaiwa hili kwa wiani wake mkubwa, ambayo inafanya kuwa dutu kuu ya aloi nzito. Uzito wa tungsten ni karibu na dhahabu - sehemu ya kumi tu hufanya tofauti.

Kwenye tovuti unaweza kusoma ni metali gani ni laini zaidi, jinsi inavyotumiwa, na ni nini kinachofanywa kutoka kwao.
Jiandikishe kwa chaneli yetu katika Yandex.Zen