โลหะที่แข็งที่สุดในโลก: ชื่อและคุณสมบัติอื่น ๆ โลหะที่ทนทานที่สุด

ความแข็งแรงและความหนาแน่นเป็นหนึ่งในคุณสมบัติหลักขององค์ประกอบทางเคมีที่เป็นที่รู้จักในปัจจุบันทั้งหมด โลหะที่แข็งแกร่งที่สุดในโลกมีคุณสมบัติที่น่าทึ่งและนำไปใช้อย่างประสบความสำเร็จในด้านต่างๆ ของชีวิตมนุษย์

โลหะที่แข็งแกร่งที่สุดในโลกคือไทเทเนียม นักวิทยาศาสตร์ไม่ได้รับความคิดเห็นนี้ทันทีหลังจากการค้นพบองค์ประกอบนี้เมื่อปลายศตวรรษที่ 18 ในตอนแรก ไทเทเนียมดูเหมือนค่อนข้างเปราะบาง แต่ในปี 1925 สารนี้ถูกแยกออกมาในรูปแบบบริสุทธิ์ ซึ่งกลายเป็นความรู้สึกที่แท้จริง

โลหะนี้มีความแข็งแรงสูงมาก แต่ในขณะเดียวกันก็มีความหนาแน่นค่อนข้างต่ำ มีความแข็งแกร่งกว่าเหล็กถึง 2 เท่า หลายคนสงสัยว่าทำไมเหล็กถึงไม่ได้รับตำแหน่งอันทรงเกียรติเช่นนี้ แต่ในความเป็นจริงมันไม่ใช่โลหะ มันเป็นเพียงโลหะผสมที่มีธาตุเหล็กและคาร์บอนเป็นหลัก

ไทเทเนียมไม่เคยถูกนำมาใช้ในรูปแบบบริสุทธิ์เลย ผู้เชี่ยวชาญได้เรียนรู้ที่จะรวมเข้ากับองค์ประกอบอื่น ๆ เพื่อลดต้นทุนของวัสดุและเพิ่มลักษณะที่สำคัญที่สุด

เนื่องจากความแข็งแกร่งและความเบาเป็นพิเศษ โลหะผสมไททาเนียมจึงถูกนำมาใช้ในทางการแพทย์ อุตสาหกรรมการทหาร วิศวกรรมเครื่องกล และเครื่องประดับ ตัวอย่างเช่น ใช้ในการผลิตเครื่องมือผ่าตัด ขาเทียม และแม้แต่ลิ้นหัวใจ โลหะนี้ไม่ได้ถูกกัดกร่อนในทางปฏิบัติ ทรัพย์สินนี้มีมูลค่าสูง ผู้เชี่ยวชาญพบว่าผู้ป่วยไม่แพ้ขาเทียมไทเทเนียม ดังนั้นในบางพื้นที่ของยาจึงใช้เฉพาะโลหะผสมที่มีองค์ประกอบนี้เป็นหลัก นักวิทยาศาสตร์ยังตั้งข้อสังเกตถึงความเข้ากันได้สูงของไทเทเนียมกับเนื้อเยื่อของมนุษย์ สารนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตขาเทียมเกี่ยวกับศัลยกรรมกระดูก

ไทเทเนียมถูกนำมาใช้ในการก่อสร้างตัวเรือดำน้ำ เช่นเดียวกับในอุตสาหกรรมอวกาศ รถแข่งบางส่วนทำจากโลหะผสมไททาเนียม ในกรณีนี้ เป็นสิ่งสำคัญมากที่รถไม่เพียงแต่ทนทาน แต่ยังมีน้ำหนักเบาอีกด้วย การลดน้ำหนักมีผลดีต่อความสามารถในการเร่งความเร็วสูง

โลหะผสมไทเทเนียมใช้ในอุตสาหกรรมก่อสร้าง ผลิตภัณฑ์ตกแต่งต่างๆทำจากพวกเขา: รางน้ำ, แวบวับ, สันหลังคา เครื่องประดับทำจากไทเทเนียม ผลิตภัณฑ์เหล่านี้จัดเป็นเครื่องประดับราคาแพง แต่หลายชิ้นดูสวยงามและไม่เสียรูปลักษณ์เป็นเวลาหลายปี มีการศึกษาซึ่งสามารถพิสูจน์ได้ว่าโลหะที่อธิบายไว้นั้นปลอดภัยต่อสุขภาพของมนุษย์อย่างสมบูรณ์

ไทเทเนียมไม่ใช่ธาตุหายาก มีการขุดในรัสเซีย อินเดีย ญี่ปุ่น แอฟริกาใต้ และยูเครน ในแง่ของความชุก มันอยู่ในอันดับที่ 10 ในบรรดาโลหะทั้งหมด สิ่งนี้มีผลเชิงบวกต่อต้นทุนอย่างมาก โลหะผสมไทเทเนียมสามารถซื้อได้ในราคาที่ค่อนข้างต่ำซึ่งสำคัญมากเนื่องจากในบางอุตสาหกรรมมีการใช้ในปริมาณมาก และราคามีบทบาทไม่น้อยเมื่อเลือกวัสดุ

โลหะที่แข็งแกร่งที่สุดในโลกคือไทเทเนียม เครื่องมือทางการแพทย์ อุปกรณ์ ตลอดจนบางส่วนของรถยนต์ เรือดำน้ำ และเครื่องบิน ล้วนทำมาจากมัน โลหะผสมที่มีชื่อเสียงในด้านความสามารถในการต้านทานการกัดกร่อนและรักษาคุณสมบัติไว้ได้เป็นเวลานาน

เมื่อพูดถึงคำว่า "โลหะ" ทุกคนคงจินตนาการถึงเหล็กแผ่นที่แข็ง ทนทาน และแข็งแรงเป็นพิเศษ ซึ่งไม่สามารถงอหรือหักได้ง่ายๆ อย่างไรก็ตาม โลหะมีความแตกต่างกันมาก และหากคุณสงสัยว่าโลหะชนิดใดที่แข็งแกร่งที่สุดในโลก เราจะให้คำตอบที่เชื่อถือได้และบอกคุณเกี่ยวกับโลหะดังกล่าว เป็นวัสดุสีขาวเงินที่เรียกว่า “ไทเทเนียม”

เปิดโดยใครและเมื่อไหร่?

นักวิทยาศาสตร์สองคนทำงานเกี่ยวกับการค้นพบโลหะนี้ในคราวเดียว - ชาวอังกฤษ W. Gregory และชาวเยอรมัน M. Klaptor พวกเขาค้นพบองค์ประกอบนี้เมื่อปลายศตวรรษที่ 18 แต่ในช่วงเวลาหกปี ในตารางธาตุ ไทเทเนียมปรากฏใต้เลขลำดับที่ยี่สิบสองทันทีหลังจากที่นักวิทยาศาสตร์ค้นพบโลหะดังกล่าว อย่างไรก็ตาม เนื่องจากมีความเปราะบางสูง จึงไม่ได้ใช้ไทเทเนียมเป็นเวลานาน และในปี พ.ศ. 2468 นักฟิสิกส์ชาวดัตช์ได้ทำการค้นพบอย่างแท้จริงโดยแยกไทเทเนียมที่บริสุทธิ์ที่สุดออกซึ่งรวมเอาข้อดีหลายประการเข้าด้วยกัน โลหะมีความโดดเด่นด้วยความสามารถในการผลิตสูง ความแข็งแรงจำเพาะที่ดีเยี่ยม ความต้านทานต่อการกัดกร่อน และความแข็งแรงที่เหลือเชื่อเมื่อสัมผัสกับอุณหภูมิสูง

ลักษณะสำคัญของไทเทเนียม

โลหะที่แข็งแกร่งที่สุดในโลกซึ่งสร้างขึ้นโดยนักวิทยาศาสตร์ในปี 1925 นั้นมีความเหนียวอย่างไม่น่าเชื่อ ซึ่งทำให้สามารถสร้างแผ่น แท่ง เทป ท่อ ลวด และฟอยล์จากโลหะนั้นได้ ในแง่ของความแข็ง ไทเทเนียมนั้นแข็งกว่าเหล็กและทองแดงถึงสี่เท่า และในพารามิเตอร์นี้ ไทเทเนียมก็แข็งแกร่งกว่าอลูมิเนียมถึงสิบสองเท่า ผลิตภัณฑ์ไทเทเนียมยังคงความแข็งแรงแม้เมื่อสัมผัสกับอุณหภูมิสูง ชิ้นส่วนไทเทเนียมสามารถให้บริการได้เป็นเวลานานภายใต้อิทธิพลของการรับน้ำหนักที่สูงเป็นพิเศษ

นอกจากนี้โลหะที่แข็งแกร่งที่สุดในโลกยังมีคุณสมบัติป้องกันการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยม ตัวอย่างเช่น แผ่นไทเทเนียมที่วางอยู่ในน้ำทะเลจะไม่เกิดสนิมเป็นเวลาสิบปี วิศวกรอิเล็กทรอนิกส์ด้านไฟฟ้าและวิทยุมีความสนใจในโลหะนี้เพิ่มมากขึ้น และทั้งหมดนี้เป็นเพราะโลหะที่แข็งแกร่งที่สุดในโลกมีความต้านทานไฟฟ้าสูง และมีคุณสมบัติโดดเด่นด้วยคุณสมบัติที่ไม่ใช่แม่เหล็ก

เหตุใดโลหะนี้จึงเรียกว่า "ไทเทเนียม"

ที่มาของชื่อมีสองเวอร์ชัน ตามที่หนึ่งในนั้นเชื่อกันว่าโลหะเงินขาวนั้นตั้งชื่อตามราชินีนางฟ้าไททาเนียซึ่งเป็นที่รู้จักจากเทพนิยายเยอรมัน และทั้งหมดเป็นเพราะวัสดุนี้นอกจากจะมีความแข็งแรงสูงแล้ว ยังมีน้ำหนักเบาอย่างไม่น่าเชื่ออีกด้วย ตามเวอร์ชันอื่นโลหะนี้ตั้งชื่อตามลูกผู้ยิ่งใหญ่ของเทพธิดาไกอา - พวกไททันส์ เป็นการยากที่จะตัดสินว่าเวอร์ชันใดมีความน่าเชื่อถือมากกว่า แต่ก็สังเกตได้ว่าแต่ละเวอร์ชันมีความโดดเด่นและมีสถานที่ที่จะเป็น

การประยุกต์ใช้ไทเทเนียม

การใช้โลหะเงินค่อนข้างแพร่หลาย มันถูกใช้ในอุตสาหกรรมทหาร (การสร้างขีปนาวุธ, เสื้อเกราะสำหรับเครื่องบิน, ตัวเรือสำหรับเรือดำน้ำ ฯลฯ), ยา (ขาเทียม), อุตสาหกรรมยานยนต์, อุตสาหกรรมการเกษตร, การผลิตโทรศัพท์มือถือ และการผลิตเครื่องประดับ

เบากว่าและทนทานกว่าด้วยซ้ำ

เมื่อไม่นานมานี้ นักวิทยาศาสตร์ชาวแคลิฟอร์เนียบอกกับโลกว่าพวกเขาได้ค้นพบโลหะที่เบาที่สุดและแข็งแกร่งที่สุด นี่คือโลหะเหลวที่สร้างขึ้นจากส่วนผสมของกราฟีนออกไซด์และคาร์บอนไลโอฟิไลซ์ โลหะเหลวได้รับคะแนนสูงจากผู้เชี่ยวชาญและเป็นที่ยอมรับว่าเป็นวัสดุหล่อและสแตนเลสในอุดมคติ

โลหะชนิดใหม่มีน้ำหนักเบามากจนกลีบดอกไม้สามารถจับถือได้ง่าย ดังที่คุณทราบ กราฟีนมีความโดดเด่นไม่เพียงแต่ในเรื่องความเบาและความแข็งแรงสูงเท่านั้น แต่ยังรวมถึงความยืดหยุ่นที่เป็นเลิศอีกด้วย ดังนั้น นักวิทยาศาสตร์ในปัจจุบันจึงกำลังพัฒนาการพัฒนาในทิศทางของการสร้างวัสดุที่มีน้ำหนักเบาเป็นพิเศษ และบางทีในอนาคตอันใกล้นี้ วัสดุที่มีเอกลักษณ์เฉพาะตัวก็จะปรากฏขึ้นต่อหน้ามนุษยชาติอีกในอนาคตอันใกล้นี้

เนื่องจากมีความหนาแน่นสูงสุด ในหมู่พวกเขาที่หนักที่สุดคือออสเมียมและอิริเดียม ตัวบ่งชี้ความหนาแน่นของโลหะเหล่านี้เกือบจะเท่ากัน ยกเว้นข้อผิดพลาดในการคำนวณเล็กน้อย

การค้นพบอิริเดียมเกิดขึ้นในปี พ.ศ. 2346 มันถูกค้นพบโดยนักเคมีชาวอังกฤษ Smithson Tennat ในขณะที่ศึกษาแพลตตินัมธรรมชาติที่นำมาจากอเมริกาใต้ แปลจากภาษากรีกโบราณชื่อ "อิริเดียม" แปลว่า "สายรุ้ง"

สิ่งที่น่าสนใจทางวิทยาศาสตร์ในฐานะแหล่งพลังงานไฟฟ้าคือไอโซโทปของโลหะหนัก - อิริเดียม-192m2 เนื่องจากโลหะนี้มีความยาวมาก - 241 ปี อิริเดียมมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมและบรรพชีวินวิทยา - ใช้ในการผลิตขนนกปากกาและกำหนดอายุของชั้นดิน

การค้นพบออสเมียมเกิดขึ้นโดยบังเอิญในปี พ.ศ. 2347 โลหะที่แข็งที่สุดนี้ถูกค้นพบในองค์ประกอบทางเคมีของตะกอนแพลตตินัมที่ละลายในน้ำกัดทอง ชื่อ "ออสเมียม" มาจากคำภาษากรีกโบราณที่แปลว่า "กลิ่น" โลหะนี้แทบจะขาดหายไปในธรรมชาติ มักพบในองค์ประกอบนี้ เช่นเดียวกับอิริเดียม ออสเมียมแทบไม่ต้องได้รับความเครียดทางกล ออสเมียมหนึ่งลิตรหนักกว่าน้ำสิบลิตรมาก แต่คุณสมบัติของโลหะนี้ยังไม่พบการใช้งานที่ใดเลย

โลหะที่แข็งที่สุด ได้แก่ ออสเมียม ขุดได้ในเหมืองรัสเซียและอเมริกา อย่างไรก็ตาม แอฟริกาใต้ได้รับการยอมรับว่าเป็นแหล่งเงินฝากที่ร่ำรวยที่สุด ออสเมียมมักพบในอุกกาบาตที่เป็นเหล็ก

สิ่งที่น่าสนใจเป็นพิเศษคือ osmium-187 ซึ่งส่งออกโดยคาซัคสถานเท่านั้น ใช้เพื่อกำหนดอายุของอุกกาบาต ไอโซโทปหนึ่งกรัมมีราคา 10,000 ดอลลาร์สหรัฐ

อุตสาหกรรมส่วนใหญ่ใช้โลหะผสมแข็งของออสเมียมกับทังสเตน (osram) เพื่อผลิตหลอดไส้ ออสเมียมยังเป็นสารเร่งปฏิกิริยาในการผลิต ค่อนข้างน้อยที่ชิ้นส่วนสำหรับเครื่องมือในการผ่าตัดจะทำจากโลหะชนิดนี้

โลหะหนักทั้งออสเมียมและอิริเดียมมักบรรจุอยู่ในโลหะผสมเดียวกันเสมอ นี่เป็นรูปแบบที่แน่นอน และเพื่อแยกพวกมันออกจากกันคุณต้องใช้ความพยายามอย่างมากเพราะมันไม่นุ่มนวลเหมือนเงิน

คุณลองจินตนาการดูว่าจะเกิดอะไรขึ้นหากบรรพบุรุษของเราไม่ได้ค้นพบโลหะที่สำคัญ เช่น เงิน ทอง ทองแดง และเหล็ก เราคงจะยังอาศัยอยู่ในกระท่อมโดยใช้หินเป็นเครื่องมือหลัก ความแข็งแกร่งของโลหะที่มีบทบาทสำคัญในการกำหนดอดีตของเรา และตอนนี้ทำหน้าที่เป็นรากฐานที่เราสร้างอนาคต

บางส่วนมีความนุ่มมากและละลายในมือของคุณอย่างแท้จริง เหมือนกับ... บางชนิดมีความแข็งมากจนไม่สามารถงอ ขีดข่วน หรือแตกหักได้โดยไม่ต้องใช้เครื่องมือพิเศษ

และหากคุณสงสัยว่าโลหะชนิดใดที่แข็งและทนทานที่สุดในโลก เราจะตอบคำถามนี้ โดยคำนึงถึงการประมาณค่าความแข็งสัมพัทธ์ของวัสดุต่างๆ (สเกล Mohs วิธี Brinell) รวมถึงพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น:

• โมดูลัสของยัง: คำนึงถึงความยืดหยุ่นของแรงดึงขององค์ประกอบ นั่นคือความสามารถของวัตถุในการต้านทานการเปลี่ยนรูปแบบยืดหยุ่น
• ความแข็งแรงของผลผลิต: กำหนดความต้านทานแรงดึงสูงสุดของวัสดุที่เกินกว่าที่วัสดุจะเริ่มแสดงพฤติกรรมของพลาสติก
• ความต้านแรงดึง: ความเค้นเชิงกลที่จำกัดเกินกว่าที่วัสดุจะเริ่มเสียหาย

โลหะนี้มีข้อดีสามประการ: มีความทนทาน หนาแน่น และทนทานต่อการกัดกร่อนได้ดีมาก นอกจากนี้องค์ประกอบนี้ยังอยู่ในกลุ่มของโลหะทนไฟเช่นทังสเตน ในการละลายแทนทาลัม คุณจะต้องก่อไฟที่อุณหภูมิ 3,017 °C

แทนทาลัมใช้เป็นหลักในภาคอิเล็กทรอนิกส์เพื่อผลิตตัวเก็บประจุที่มีอายุการใช้งานยาวนานสำหรับโทรศัพท์ คอมพิวเตอร์ที่บ้าน กล้องถ่ายรูป และแม้แต่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในรถยนต์

แต่เป็นการดีกว่าที่จะไม่เข้าใกล้ความงามของโลหะนี้โดยไม่มีอุปกรณ์ป้องกัน เนื่องจากเบริลเลียมมีพิษสูงและมีฤทธิ์ก่อมะเร็งและภูมิแพ้ หากคุณสูดอากาศที่มีฝุ่นหรือไอของเบริลเลียมเข้าไป จะทำให้เกิดโรคเบริลเลียมและส่งผลต่อปอด

อย่างไรก็ตาม เบริลเลียมไม่เพียงแต่เป็นอันตราย แต่ยังมีประโยชน์อีกด้วย ตัวอย่างเช่น เติมเบริลเลียมเพียง 0.5% ลงในเหล็ก เพื่อให้ได้สปริงที่ยังคงความยืดหยุ่นแม้ว่าจะนำไปที่อุณหภูมิร้อนจัดก็ตาม สามารถทนต่อรอบการโหลดได้หลายพันล้านรอบ

เบริลเลียมใช้ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศเพื่อสร้างแผงป้องกันความร้อนและระบบนำทาง และเพื่อสร้างวัสดุทนไฟ และแม้แต่หลอดสุญญากาศของ Large Hadron Collider ก็ทำมาจากเบริลเลียม

สารกัมมันตภาพรังสีที่เกิดขึ้นตามธรรมชาตินี้แพร่หลายมากในเปลือกโลก แต่มีความเข้มข้นในชั้นหินแข็งบางชนิด

โลหะชนิดนี้เป็นหนึ่งในโลหะที่แข็งที่สุดในโลก โดยนำไปใช้ในเชิงพาณิชย์ได้สองอย่าง ได้แก่ อาวุธนิวเคลียร์และเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ ดังนั้นผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายของอุตสาหกรรมยูเรเนียมคือระเบิดและกากกัมมันตภาพรังสี

เนื่องจากเป็นสารบริสุทธิ์ เหล็กจึงไม่แข็งเท่ากับผู้เข้าร่วมรายอื่นในการจัดอันดับ แต่เนื่องจากต้นทุนในการสกัดต่ำ จึงมักใช้ร่วมกับองค์ประกอบอื่นๆ เพื่อผลิตเหล็ก

เหล็กเป็นโลหะผสมที่แข็งแกร่งมากซึ่งทำจากเหล็กและองค์ประกอบอื่นๆ เช่น คาร์บอน  เป็นวัสดุที่นิยมใช้กันมากที่สุดในการก่อสร้าง วิศวกรรมเครื่องกล และอุตสาหกรรมอื่นๆ และแม้ว่าคุณจะไม่ได้มีส่วนเกี่ยวข้องกับสิ่งเหล่านั้น คุณก็ยังคงใช้เหล็กทุกครั้งที่มีดหั่นอาหาร (เว้นแต่จะเป็นเซรามิก)

ไทเทเนียมมีความหมายเหมือนกันกับความแข็งแกร่ง มีความแข็งแรงจำเพาะที่น่าประทับใจ (30-35 กม.) ซึ่งสูงเกือบสองเท่าของโลหะผสมเหล็ก

ไทเทเนียมเป็นโลหะทนไฟ มีความทนทานต่อความร้อนและการเสียดสีสูง จึงเป็นหนึ่งในโลหะผสมที่ได้รับความนิยมมากที่สุด ตัวอย่างเช่นสามารถผสมกับเหล็กและคาร์บอนได้

หากคุณต้องการโครงสร้างที่แข็งมากและในเวลาเดียวกันก็เบามาก คุณจะไม่สามารถหาโลหะที่ดีกว่าไททาเนียมได้ ทำให้เป็นตัวเลือกอันดับหนึ่งสำหรับการสร้างชิ้นส่วนต่างๆ ในอุตสาหกรรมเครื่องบิน จรวด และการต่อเรือ

นี่เป็นสิ่งที่แม้ว่าจะพบในธรรมชาติในรูปแบบที่บริสุทธิ์ แต่ก็มักจะเป็น "ส่วนต่อ" - สิ่งเจือปนของโมลิบดีไนต์

หากชุดของ Iron Man ทำจากรีเนียม ก็สามารถทนอุณหภูมิได้ 2,000°C โดยไม่สูญเสียความแข็งแรง เราจะยังคงนิ่งเงียบเกี่ยวกับสิ่งที่จะเกิดขึ้นกับ Iron Man เองในชุดสูทหลังจาก "การแสดงไฟ" ดังกล่าว

รัสเซียเป็นประเทศที่สามในโลกในแง่ของปริมาณสำรองธรรมชาติของรีเนียม โลหะนี้ใช้ในอุตสาหกรรมปิโตรเคมี วิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์และไฟฟ้า และในเครื่องยนต์ของเครื่องบินและจรวด

ในระดับ Mohs ซึ่งใช้วัดความต้านทานการขีดข่วนขององค์ประกอบทางเคมี โครเมียมอยู่ในห้าอันดับแรก ตามหลังเพียงโบรอน เพชร และทังสเตน

Chrome มีคุณค่าในด้านความต้านทานการกัดกร่อนและความแข็งสูง จัดการได้ง่ายกว่าโลหะกลุ่มแพลตตินัมและมีปริมาณมากกว่า ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมโครเมียมจึงเป็นองค์ประกอบยอดนิยมที่ใช้ในโลหะผสม เช่น เหล็กกล้าไร้สนิม

และหนึ่งในโลหะที่แข็งแกร่งที่สุดในโลกก็ถูกนำมาใช้ในการสร้างผลิตภัณฑ์เสริมอาหาร แน่นอนว่าคุณจะไม่ได้รับโครเมียมบริสุทธิ์เข้าไป แต่เป็นการบริโภคโครเมียมบริสุทธิ์ร่วมกับสารอื่นๆ (เช่น โครเมียม พิโคลิเนต)

อิริเดียมอยู่ในโลหะกลุ่มแพลตตินัมและมีลักษณะคล้ายแพลตตินัมเช่นเดียวกับออสเมียม “พี่น้อง” มันยากมากและทนไฟ ในการละลายอิริเดียม คุณจะต้องก่อไฟที่มีอุณหภูมิสูงกว่า 2,000 °C

อิริเดียมถือเป็นหนึ่งในองค์ประกอบที่ทนทานต่อการกัดกร่อนมากที่สุด

“น็อตแข็ง” ในโลกของโลหะนี้เป็นของกลุ่มแพลตตินัมและมีความหนาแน่นสูง ในความเป็นจริง มันเป็นองค์ประกอบทางธรรมชาติที่หนาแน่นที่สุดในโลก (22.61 g/cm3) ด้วยเหตุผลเดียวกัน ออสเมียมจะไม่ละลายจนถึงอุณหภูมิ 3033 °C

เมื่อผสมกับโลหะกลุ่มแพลตตินัมอื่นๆ (เช่น อิริเดียม แพลทินัม และแพลเลเดียม) สามารถนำไปใช้ในการใช้งานต่างๆ มากมายที่ต้องการความแข็งและความทนทาน เช่น การสร้างภาชนะสำหรับเก็บขยะนิวเคลียร์

1. ทังสเตน

โลหะที่แข็งแกร่งที่สุดที่พบในธรรมชาติ องค์ประกอบทางเคมีที่หายากนี้ยังเป็นโลหะที่ทนไฟได้มากที่สุด (3422 °C)

มันถูกค้นพบครั้งแรกในรูปของกรด (ทังสเตนไตรออกไซด์) ในปี พ.ศ. 2324 โดยนักเคมีชาวสวีเดน คาร์ล ชีเลอ การวิจัยเพิ่มเติมทำให้นักวิทยาศาสตร์ชาวสเปนสองคนคือ Juan José และ Fausto d'Elhujar ค้นพบกรดจากแร่ wolframite ซึ่งต่อมาพวกเขาแยกทังสเตนโดยใช้ถ่าน

นอกเหนือจากการใช้งานอย่างแพร่หลายในหลอดไส้แล้ว ความสามารถของทังสเตนในการทำงานภายใต้ความร้อนจัดยังทำให้ทังสเตนเป็นหนึ่งในองค์ประกอบที่น่าสนใจที่สุดสำหรับอุตสาหกรรมอาวุธอีกด้วย ในช่วงสงครามโลกครั้งที่สอง โลหะนี้มีบทบาทสำคัญในการเริ่มต้นความสัมพันธ์ทางเศรษฐกิจและการเมืองระหว่างประเทศในยุโรป

ทังสเตนยังใช้ในการผลิตคาร์ไบด์และในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศก็ใช้ในการผลิตหัวฉีดจรวด

ตารางค่าความต้านทานแรงดึงของโลหะ

โลหะ	การกำหนด	ความต้านแรงดึง, MPa
ตะกั่ว	ป.ล	18
ดีบุก	ส	20
แคดเมียม	ซีดี	62
อลูมิเนียม	อัล	80
	เป็น	140
แมกนีเซียม	มก	170
ทองแดง	ลูกบาศ์ก	220
โคบอลต์	บริษัท	240
เหล็ก	เฟ	250
ไนโอเบียม	ไม่มี	340
นิกเกิล	นิ	400
	Ti	600
โมลิบดีนัม	โม	700
เซอร์โคเนียม	ซ.ร	950
ทังสเตน	ว	1200

โลหะผสมกับโลหะ

โลหะผสมเป็นส่วนผสมของโลหะ และเหตุผลหลักในการสร้างสรรค์คือการสร้างวัสดุที่แข็งแกร่งขึ้น โลหะผสมที่สำคัญที่สุดคือเหล็กกล้า ซึ่งเป็นส่วนผสมของเหล็กและคาร์บอน

ยิ่งความแข็งแกร่งของโลหะผสมยิ่งสูงเท่าไรก็ยิ่งดีเท่านั้น และเหล็กธรรมดาก็ไม่ใช่ "แชมป์" ที่นี่ โลหะผสมที่ทำจากเหล็กวานาเดียมดูมีแนวโน้มเป็นพิเศษสำหรับนักโลหะวิทยา โดยหลายบริษัทผลิตตัวเลือกที่มีความต้านทานแรงดึงสูงถึง 5205 MPa

และวัสดุที่เข้ากันได้ทางชีวภาพที่ทนทานและแข็งที่สุดในขณะนี้คือโลหะผสมไทเทเนียม-ทอง β-Ti3Au

มนุษย์มีการใช้โลหะมาตั้งแต่รุ่งอรุณแห่งอารยธรรม หนึ่งในสิ่งแรกที่รู้จักคือทองแดงเนื่องจากความง่ายในการแปรรูปและการใช้งานอย่างแพร่หลาย นักโบราณคดีพบทองแดงหลายพันชิ้นระหว่างการขุดค้น ความก้าวหน้าไม่หยุดนิ่ง และในไม่ช้า มนุษยชาติก็เรียนรู้ที่จะผลิตโลหะผสมที่ทนทานเพื่อใช้ในการผลิตอาวุธและเครื่องมือทางการเกษตร จนถึงทุกวันนี้ การทดลองกับโลหะยังคงไม่หยุดอยู่ ดังนั้นจึงมีความเป็นไปได้ที่จะตัดสินว่าโลหะชนิดใดที่แข็งแกร่งที่สุดในโลก

อิริเดียม

ดังนั้นโลหะที่แข็งแกร่งที่สุดคืออิริเดียม ได้มาจากการตกตะกอนจากการละลายแพลตตินัมในกรดซัลฟิวริก หลังจากปฏิกิริยา สารจะกลายเป็นสีดำ และต่อมาในกระบวนการของสารประกอบต่างๆ สารก็สามารถเปลี่ยนสีได้ จึงเป็นที่มาของชื่อนี้ แปลว่า "สายรุ้ง" อิริเดียมถูกค้นพบเมื่อต้นศตวรรษที่ 19 และตั้งแต่นั้นมา มีเพียงสองวิธีเท่านั้นที่สามารถละลายอิริเดียมได้: น้ำด่างที่หลอมละลายและโซเดียมเปอร์ออกไซด์

อิริเดียมนั้นหายากมากในธรรมชาติ ปริมาณของมันในโลกนั้นไม่เกิน 1 ใน 1,000,000,000 เป็นผลให้วัสดุหนึ่งออนซ์มีราคาอย่างน้อย 1,000 ดอลลาร์

อิริเดียมมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในกิจกรรมของมนุษย์ในด้านต่างๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในทางการแพทย์ ใช้ในการผลิตขาเทียมสำหรับตา เครื่องช่วยฟัง อิเล็กโทรดสำหรับสมอง รวมถึงแคปซูลพิเศษที่ฝังเข้าไปในเนื้องอกมะเร็ง

ตามที่นักวิทยาศาสตร์ระบุว่า สสารจำนวนเล็กน้อยดังกล่าวบ่งชี้ว่ามันมีต้นกำเนิดจากมนุษย์ต่างดาว กล่าวคือ นำมาโดยดาวเคราะห์น้อยบางชนิด

โลหะที่แข็งแกร่งที่สุดอีกชนิดหนึ่งในโลกชื่อนี้มาจากชื่อประเทศของเรา มันถูกค้นพบครั้งแรกในเทือกเขาอูราล หรือค่อนข้างจะเป็นเช่นนั้น พวกเขาพบแพลตตินัมที่นั่น ซึ่งต่อมานักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซียได้ค้นพบโลหะชนิดใหม่ นี่คือเมื่อ 200 ปีที่แล้ว

เนื่องจากความสวยงาม รูทีเนียมจึงมักถูกนำมาใช้ในเครื่องประดับ แต่ไม่ใช่ในรูปแบบที่บริสุทธิ์ เพราะมันหายากมาก

รูทีเนียมเป็นโลหะมีตระกูล มันไม่เพียงแต่มีความแข็งเท่านั้น แต่ยังมีความสวยงามอีกด้วย ในแง่ของความแข็งนั้นด้อยกว่าควอตซ์เพียงเล็กน้อยเท่านั้น แต่ในขณะเดียวกันก็เปราะบางมากสามารถบดเป็นผงหรือแตกได้ง่ายโดยปล่อยลงมาจากที่สูง นอกจากนี้ยังเป็นโลหะที่เบาที่สุดและแข็งแกร่งที่สุด โดยมีความหนาแน่นเพียงสิบสามกรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร

แม้จะมีความต้านทานแรงกระแทกต่ำ แต่รูทีเนียมก็สามารถทนต่ออุณหภูมิสูงได้ดีเยี่ยม หากต้องการละลายจะต้องใช้ความร้อนมากกว่า 2300 องศา หากทำได้โดยใช้อาร์กไฟฟ้า สารจะเข้าสู่สถานะก๊าซได้โดยตรง โดยผ่านสถานะของเหลว

ในฐานะที่เป็นส่วนหนึ่งของโลหะผสม การใช้งานของมันจึงกว้างขวางมาก แม้แต่ในกลศาสตร์อวกาศ ตัวอย่างเช่น โลหะผสมของโลหะรูทีเนียมและแพลตตินัมถูกเลือกสำหรับการผลิตองค์ประกอบเชื้อเพลิงสำหรับดาวเทียมโลกเทียม

นักวิทยาศาสตร์ชาวสวีเดน Ekeberg เป็นคนแรกที่ค้นพบโลหะนี้บนโลก แต่นักเคมีไม่สามารถแยกมันออกมาในรูปแบบที่บริสุทธิ์ได้ ความยากลำบากเกิดขึ้นด้วยเหตุนี้จึงเป็นเหตุให้ได้รับชื่อแทนทาลัสวีรบุรุษแห่งเทพนิยายกรีก แทนทาลัมเริ่มใช้อย่างแข็งขันในช่วงสงครามโลกครั้งที่สองเท่านั้น

แทนทาลัมเป็นโลหะสีเงินที่แข็ง ทนทาน ซึ่งออกฤทธิ์เพียงเล็กน้อยที่อุณหภูมิปกติ ออกซิไดซ์ได้ก็ต่อเมื่อได้รับความร้อนสูงกว่า 280°C และละลายที่อุณหภูมิเกือบ 3,300 เคลวินเท่านั้น

แม้จะมีความแข็งแกร่ง แต่แทนทาลัมก็ค่อนข้างเหนียวประมาณเหมือนทองคำและการทำงานกับมันก็ไม่ยาก

แทนทาลัมสามารถใช้แทนเหล็กกล้าไร้สนิมได้ อายุการใช้งานอาจแตกต่างกันได้มากถึงยี่สิบปี

แทนทาลัมยังใช้:

• ในการบินเพื่อการผลิตชิ้นส่วนทนความร้อน
• ในวิชาเคมีซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของโลหะผสมป้องกันการกัดกร่อน
• ในพลังงานนิวเคลียร์เนื่องจากมีความทนทานต่อไอซีเซียมอย่างมาก
• ยาสำหรับการผลิตรากฟันเทียมและขาเทียม
• ในเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์เพื่อการผลิตตัวนำยิ่งยวด
• ในกิจการทหารสำหรับขีปนาวุธประเภทต่างๆ
• ในเครื่องประดับเนื่องจากในระหว่างการออกซิเดชั่นสามารถรับเฉดสีที่แตกต่างกันได้

โลหะนี้ถือเป็นสารชีวภาพ ซึ่งหมายความว่าสามารถมีผลดีต่อสิ่งมีชีวิตได้ ตัวอย่างเช่น ปริมาณโครเมียมจะควบคุมระดับคอเลสเตอรอล หากโครเมียมในร่างกายน้อยกว่าหกมิลลิกรัม จะทำให้คอเลสเตอรอลในเลือดเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว คุณสามารถรับโครเมียมไอออนได้ เช่น จากข้าวบาร์เลย์มุก เป็ด ตับ หรือหัวบีท
โครเมียมเป็นวัสดุทนไฟ ไม่ทำปฏิกิริยากับความชื้น และไม่ออกซิไดซ์ (เฉพาะเมื่อได้รับความร้อนสูงกว่า 600°C)

โลหะนี้ถูกใช้อย่างแข็งขันเพื่อสร้างการเคลือบโครเมียมและครอบฟัน

โลหะที่ทนทานนี้เดิมเรียกว่ากลูซิเนียมเพราะผู้คนสังเกตเห็นรสหวาน นอกจากนี้สารนี้ยังมีคุณสมบัติที่น่าทึ่งอีกมากมาย เขาลังเลที่จะทำปฏิกิริยาเคมี ทนทานเป็นพิเศษ: มีการทดลองแล้วว่าลวดเบริลเลียมหนา 1 มิลลิเมตรสามารถรองรับน้ำหนักของผู้ใหญ่ได้ เมื่อเปรียบเทียบแล้ว ลวดอะลูมิเนียมสามารถรับน้ำหนักได้เพียง 12 กิโลกรัมเท่านั้น

เบริลเลียมเป็นพิษมาก เมื่อรับประทานเข้าไป สามารถทดแทนแมกนีเซียมในกระดูก ซึ่งเป็นภาวะที่เรียกว่าเบริลลิโอสิส จะมีอาการไอแห้งๆ ปอดบวม และอาจถึงแก่ชีวิตได้ ความเป็นพิษอาจเป็นอุปสรรคสำคัญประการเดียวของเบริลเลียมสำหรับมนุษย์ มิฉะนั้น มันก็มีข้อดีและประโยชน์มากมาย เช่น อุตสาหกรรมหนัก เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ การบินและอวกาศ โลหะวิทยา การแพทย์

เบริลเลียมมีน้ำหนักเบามากเมื่อเทียบกับโลหะอัลคาไลบางชนิด

โลหะที่ทนทานนี้มีราคาแพงกว่าอิริเดียมด้วยซ้ำ (และเป็นรองจากแคลิฟอร์เนียเท่านั้น) อย่างไรก็ตาม มีการใช้ในด้านที่ผลลัพธ์มีความสำคัญมากกว่าต้นทุน: สำหรับการผลิตอุปกรณ์ทางการแพทย์สำหรับคลินิกที่ดีที่สุดในโลก นอกจากนี้ยังสามารถใช้ทำหน้าสัมผัสทางไฟฟ้า ชิ้นส่วนของอุปกรณ์วัด และนาฬิการาคาแพง เช่น Rolex กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน และหัวรบทางทหาร ต้องขอบคุณออสเมียมที่ทำให้พวกมันแข็งแกร่งขึ้นและสามารถทนต่ออุณหภูมิที่สูงขึ้นได้แม้กระทั่งอุณหภูมิที่สูงมาก

ออสเมียมไม่ได้เกิดขึ้นในธรรมชาติโดยตัวมันเอง แต่จะเกิดขึ้นเมื่อผสมกับโรเดียมเท่านั้น ดังนั้นหลังจากการสกัดแล้ว ภารกิจก็คือการแยกอะตอมของพวกมันออกจากกัน พบได้น้อยคือออสเมียมใน “ชุด” ที่มีแพลตตินัม ทองแดง และแร่อื่นๆ

มีการผลิตสสารเพียงไม่กี่สิบกิโลกรัมต่อปีบนโลกนี้

โลหะนี้มีโครงสร้างที่แข็งแกร่งมาก ตัวมันเองมีสีขาว และเมื่อบดเป็นผงจะเปลี่ยนเป็นสีดำ โลหะนี้หายากมากและขุดร่วมกับแร่และแร่ธาตุอื่นๆ ความเข้มข้นของรีเนียมในธรรมชาติมีน้อยมาก

เนื่องจากมีค่าใช้จ่ายสูงอย่างไม่น่าเชื่อ สารนี้จึงถูกใช้เฉพาะในกรณีที่มีความจำเป็นอย่างยิ่งเท่านั้น ก่อนหน้านี้ อัลลอยด์เนื่องจากการต้านทานความร้อน ถูกนำมาใช้ในการบินและจรวด รวมถึงการจัดเตรียมเครื่องบินรบความเร็วเหนือเสียงด้วย บริเวณนี้เป็นจุดหลักของการบริโภครีเนียมทั่วโลก ทำให้เป็นวัสดุในการใช้เชิงกลยุทธ์ทางการทหาร

รีเนียมใช้ในการผลิตเส้นใยและสปริงสำหรับเครื่องมือวัด หน้าสัมผัสที่ทำความสะอาดตัวเอง และตัวเร่งปฏิกิริยาพิเศษที่จำเป็นสำหรับการผลิตน้ำมันเบนซิน นี่คือสิ่งที่ทำให้ความต้องการรีเนียมเพิ่มขึ้นอย่างมากในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ตลาดโลกพร้อมที่จะต่อสู้เพื่อโลหะหายากนี้อย่างแท้จริง

ในโลกทั้งโลกมีเงินฝากเต็มจำนวนเพียงแห่งเดียวและตั้งอยู่ในรัสเซียส่วนที่สองซึ่งเล็กกว่ามากอยู่ในฟินแลนด์

นักวิทยาศาสตร์ได้คิดค้นสารใหม่ซึ่งในคุณสมบัติของมันสามารถแข็งแกร่งกว่าโลหะที่รู้จักได้ มันถูกเรียกว่า "โลหะเหลว" การทดลองกับมันเริ่มขึ้นเมื่อไม่นานมานี้ แต่มันก็ได้พิสูจน์ตัวเองแล้ว ค่อนข้างเป็นไปได้ที่ Liquid Metal จะมาแทนที่โลหะที่เรารู้จักเป็นอย่างดีในไม่ช้า

กลับ