Jaký je nejtvrdší kov na světě?

Kovové slitiny jsou hlavní konstrukční materiály používané pro výrobu různých dílů a předmětů. Při vývoji výrobních specifikací je však důležité porozumět vlastnostem různých látek, aby byla zajištěna správná výkonnost produktu. Tento přehled zkoumá, jaký je nejsilnější kov na Zemi, přičemž bere v úvahu pevnostní parametry a oblasti použití prvků.

Top 10 nejsilnějších kovů na Zemi

Pevnost je schopnost materiálu udržovat celistvost konstrukce pod vlivem vnějšího zatížení. Tento ukazatel závisí na tvrdosti, hodnocené pomocí několika metod (Mohs, Shore, Rockwell atd.).

Také s ohledem na to, který kov je nejsilnější, jsou vlastnosti slitin posuzovány podle empiricky vypočtených hodnot následujících limitů:

• kluznost – odpovídá velikosti zatížení, při jehož dosažení se díl začne deformovat;

• pevnost – testováno v tlaku a tahu, měřením hodnoty napětí dostatečné ke zničení vzorku.

Dále uvažujeme špičkové kovy z hlediska pevnosti na základě výsledků posouzení vlastností.

1) Tantal

Tento světle stříbrný kov s hustým oxidovým filmem na povrchu byl objeven v roce 1802 a první vzorky z něj byly získány až o 42 let později. Průmyslové využití začalo v roce 1922 a podnětem k aktivnímu využití byla druhá světová válka.

Tantal je vyhledávaným materiálem při výrobě následujících dílů;

• součásti mechanismů pracujících v podmínkách vysokých teplot a vlhkosti;

• laboratorní nádoby vystavené intenzivnímu korozivnímu opotřebení;

• komplexy výměny tepla v jaderné energetice;

• chirurgický spotřební materiál;

• kryotronové komponenty;

• ozdobné ozdoby.

Aplikace je omezena omezeným výskytem materiálu v přírodě, což zvyšuje náklady na výrobu. Gram tantalu stojí asi 250 dolarů. Kov se taví při zahřátí nad 3 stupňů, jeho tažnost je srovnatelná se zlatem a jeho tvrdost má jen málo konkurentů.

Zakázkové ohýbání plechů je služba, která může být žádaná při práci s tantalem a jinými odolnými kovy.

2) Berylium

Množství berylia v horninách zemské kůry je asi 4 gramy na tunu. Tento kov se vyznačuje následujícími vlastnostmi:

• tvrdost na Mohsově stupnici 5,5 bodu;

• vysoká křehkost;

• velký modul pružnosti;

• aktivní tvorba oxidového filmu při kontaktu s kyslíkem ve vzduchu;

• vysoká vodivost zvuku (více než 12 500 m/s);

• nízká reaktivita.

Berylium se používá v rentgenové technologii, jaderném průmyslu, kosmickém sektoru a pro výrobu laboratorního skla.

3) Uran

Těžký kov s lesklým, stříbřitě bílým povrchem. Bez nečistot je pevnost nižší než ocel, má mírně paramagnetické vlastnosti a lze ji narovnat při zahřátí nad 1 stupňů.

Jaderné palivo se vyrábí z uranu. Toto je hlavní oblast použití tohoto prvku. Rusko je spolu s Kazachstánem, Austrálií a Kanadou jedním ze čtyř lídrů v prozkoumaných zásobách uranové rudy.

4) Železo/ocel

Ve své čisté formě není železo nejtvrdším kovem. Ale jeho sloučenina s uhlíkem, nazývaná ocel, je hlavním konstrukčním materiálem používaným v různých průmyslových odvětvích.

Slitina oceli má následující vlastnosti:

5) Titan

Titan je jedním z nejsilnějších kovů, který v tomto ukazateli předčí ocel. Nižší specifická hmotnost ve srovnání se železem zajišťuje efektivní využití titanových slitin v letectví, kosmonautice a dalších průmyslových odvětvích. Tento kov je fyziologicky inertní, což umožňuje vyrábět z něj protetiky a implantáty. Je to jeden z legujících prvků při tavení oceli.

6) Rhenium

Rhenium bylo ve své čisté formě získáno v roce 1928 z rudy těžené na pobřeží Rýna, což vysvětluje název daného prvku. Kov má vysokou hustotu, žáruvzdornost (taje se při teplotách nad 3 200 stupňů) a zachovává si pevnost při opakovaných a významných teplotních výkyvech. Používá se pro výrobu dílů zařízení pro rafinaci ropy, kosmických lodí a v elektrickém poli.

7) Chrome

Chrom je pevná látka 5 na Mohsově stupnici. Kov se nenachází v čisté formě. Používá se jako legovací přísada do ocelových slitin, k potahování ocelových dílů k ochraně proti oxidaci.

8) Iridium

Iridium je klasifikováno jako drahý kov. Vysoká tvrdost ztěžuje obrábění. Taje při zahřátí nad 2 500 stupňů, vře při teplotě vyšší než 4 450 stupňů. Odolné vůči korozi. Iridium se používá v materiálech pro elektrody a zapalovací svíčky. Uplatnění v průmyslu je limitováno vysokou cenou.

9) Osmium

Odolná, žáruvzdorná látka s vysokou měrnou hmotností. Používá se pro výrobu třecích jednotek a šperků. Těží se kalcinací platinové rudy při teplotách nad 800 stupňů.

10) Wolfram

Hutný kov s vysokou tepelnou odolností, s bodem tání více než 2 450 stupňů, bod varu – od 5 600 stupňů, s paramagnetickými vlastnostmi, s tvrdostí podle Brinella nad 488 kg/mm ​​​​2. Slitiny wolframu se používají k výrobě spirál pro žárovky, elektrody a další produkty, které pracují pod vysokým teplem. Při vývoji výrobních technologií pro různé výrobky se posuzují fyzikální a chemické vlastnosti a náklady na pořízení materiálů. Pevnost je jedním z hlavních kritérií účinnosti použití kovů. Tuto hodnotu však nelze jednoznačně určit, protože vlastnosti slitiny závisí nejen na vlastnostech hlavní složky, ale také na složení přidaných přísad. Další články si můžete přečíst kliknutím na odkaz. Před miliony let si naši vzdálení předkové vyráběli vlastní nástroje ze dřeva a kamenů, ale o tisíce let později se naučili používat kovy. Od té chvíle se lidstvo začalo rozvíjet nepředstavitelným tempem a vše dospělo k tomu, že většina předmětů kolem nás je vyrobena ze železa, hliníku a dalších odrůd tohoto materiálu. Téměř všechny kovy dobře vedou elektřinu a teplo, za určitých podmínek jsou tažné a jsou vynikající pro výrobu různých elektronických součástek a mají také charakteristický kovový lesk. Ale v periodické tabulce Mendělejeva jsou kovy, které mají jedinečné vlastnosti, kterými se všichni ostatní nemohou pochlubit. Jsou svým způsobem úžasné a kdysi byly tyto kovy považovány za téměř magické vlastnosti. Pojďme si je tedy vyjmenovat a také se dozvědět o vlastnostech a dalších zajímavých funkcích? Rozhlédněte se kolem – jsme obklopeni kovy

Nejlikvidnější kov

Rtuť je považována za nejtekutější kov a zároveň za jeden z nejnebezpečnějších pro lidský organismus. Téměř vždy je v kapalném stavu, protože jeho bod tání je -38 stupňů Celsia. To je důvod, proč se tento kov používá v teploměrech – se zvyšující se teplotou kapalina expanduje. Protože je teploměr vyroben ve formě skleněné trubice, může se roztahovat pouze jedním směrem. Aby se zabránilo ovlivnění údajů teploměru jinými podmínkami, jako je atmosférický tlak, je z trubice odčerpáván vzduch. Navzdory svému nebezpečí se rtuť používá i v každodenních věcech Ve středověku se věřilo, že smícháním rtuti, síry a tajemného „kamene mudrců“ lze získat čisté zlato. Proto byla tomuto kovu věnována velká pozornost. Od středověku se nikomu nepodařilo získat zlato ze rtuti, ale vědci to dokázali v roce 1947 – do jaderného reaktoru umístili 100 miligramů rtuti a získali 35 mikrogramů zlata. Zde je druhá úžasná vlastnost rtuti – lze ji přeměnit na zlato, ale je to velmi nákladný proces. Třetí vlastností rtuti je, že při vdechování jejích par se člověk silně otráví – nebezpečné látky se usazují v plicích. Mezi příznaky otravy patří slabost, snížená chuť k jídlu, bolest při polykání, otoky dásní a silné bolesti břicha. Rtuť je díky své toxicitě jednou z deseti hlavních chemikálií, které představují hrozbu pro veřejné zdraví.

Nejvíce žáruvzdorný kov

Nyní si povíme o úplném opaku rtuti – o kovu zvaném wolfram. Zatímco rtuť se může roztavit v lidské dlani, wolfram vyžaduje k roztavení teploty 3422 XNUMX stupňů Celsia. Z němčiny lze „Wolf Rahm“ přeložit jako „vlčí krém“ Wolfram sám o sobě není nebezpečný, ale produkty, které ho používají, mohou zabíjet. Tento kov se často používá jako hrot munice, která dokáže prorazit i neprůstřelnou vestu. Přidává se ho jen trochu, protože wolfram je velmi těžký kov. V roce 2018 napsal můj kolega Ilya Khel zajímavý článek o US Secret Weapons, kde se zamyslel nad tím, co by před námi mohla americká armáda skrývat. Radím vám, abyste si to přečetli. Díky své žáruvzdornosti se wolfram obtížně deformuje, proto se v čisté formě používá velmi zřídka. Wolframové výrobky zpravidla obsahují i ​​další nečistoty – dělají ho poddajnějším a výrazně snižují hmotnost.

Nejtvrdší kov

Titan je považován za nejtvrdší a nejlehčí kov na naší planetě. Pro své vlastnosti se aktivně používá v letectví a stavbě lodí – materiál je vynikající pro výrobu trupů letadel a lodí. Kromě toho je neprůstřelná vesty pro svou pevnost a lehkost vyrobena z titanu. Tento kov je pro lidské tělo bezpečný, proto se často používá v lékařství k výrobě nástrojů a dokonce i protéz – umělých částí těla. Díky svým vynikajícím vlastnostem se slovo „titan“ používá k označení grafických karet a další elektroniky pro zdůraznění jejich síly. Při zahřátí začne titan absorbovat kyslík, chlór, dusík a další plyny. Díky této úžasné vlastnosti se kov používá v různých filtrech – průchodem různých plynů titanovými trubicemi zahřátými na 600 stupňů Celsia je můžete očistit od nečistot. Stejně tak můžete čistit vodu od kyslíku, což se hodí zejména v potravinářském průmyslu. Má se za to, že kyslík obsažený ve vodě zhoršuje kvalitu některých produktů – minimálně může zkrátit trvanlivost piva.

Nejradioaktivnější kov

Jediný kov, který lze použít jako palivo v jaderných reaktorech, je uran. Mnoho lidí ji považuje za velmi nebezpečnou kvůli vysoké radioaktivitě. Přírodní uran je však pro lidské zdraví bezpečný, ale jeho odrůda s názvem U-235, která se používá v jaderných reaktorech, je nebezpečná. Uran-235 byl použit při jaderném bombardování Hirošimy, v „Baby“ bombě Kdysi se dokonce vyrábělo nádobí z přírodního uranu. Například v italské Neapoli byly nalezeny úlomky žlutého skla s obsahem uranu – podle vědců bylo sklo vyrobeno v roce 79 našeho letopočtu. Bylo to bezpečné pro lidi a nebyly pozorovány žádné náznaky radiace, jako je záře. Přírodního uranu U-235 vhodného pro použití v jaderných reaktorech je dnes v přírodě v přírodě velmi málo – za ta léta se prostě vypařil. Ale před miliardami let toho bylo hodně a jaderné reakce mohly být zahájeny přímo v přírodě, bez lidského zásahu. Na území afrického Gabonu tedy zhruba před 1,8 miliardami let proběhla přirozená štěpná reakce jader uranu. Uran hořel stovky let, ale reakce se nakonec zastavila kvůli vyčerpání kovu.

Nejtěžší kov

Osmium je považováno za nejtěžší kov z celé periodické tabulky. Jeho úžasnou vlastností je, že jelikož je nejtěžší, ve vzduchu se stává těkavou toxickou látkou. Název „osmium“ lze ze starověké řečtiny přeložit jako „vůně“. Toto jméno dostalo kov z nějakého důvodu – v roce 1803 anglický chemik Smithson Tennant z vlastní zkušenosti pocítil, že kov páchne chlórem a je tak nepříjemný, že dráždí hrdlo. Osmium, mimochodem, je velmi krásné Osum se pro svou tvrdost často používá v mechanismech, a to v místech, kde dochází k silnému tření. Používá se také při výrobě vláken pro žárovky. Jedovaté vlastnosti se vyskytují pouze na volném vzduchu – kov se mění na toxickou látku oxid osmičelý, který způsobuje podráždění očí, poškození horních cest dýchacích až zánět ledvin.

Nejodolnější kov

Iridium je považováno za nejodolnější kov – nelze jej rozpustit v žádné kyselině. Pro svou odolnost tento kov používá Mezinárodní úřad pro váhy a míry – je z něj vytvořen kilogramový etalon. Tento iridiový válec je nezbytný, aby všechny země měly společnou představu o tom, kolik přesně by měl vážit kilogram. To je důležité, protože jakákoli odchylka může způsobit poruchy v letadlech a lodích a následně vážnou katastrofu. Iridium je ukazatelem toho, kolik by měl kilogram vážit Iridium se také používá při vydělávání peněz. Například africká země Rwanda vydala iridiovou minci v nominální hodnotě 10 rwandských franků. Dá se říci, že jde o minci nejvíce odolnou vůči chemikáliím. Jediný způsob, jak ji poškodit, je vhodit ji do nádoby s fluorem, silným oxidačním činidlem. Ale destruktivní reakce začne až při zahřátí na 450 stupňů Celsia.

Nejdražší kov

Mnoho lidí investuje do kovů a jedním z nejdražších je dnes zlato. Při směnném kurzu za červen 2020 stojí gram zlata asi 4000 2000 rublů, zatímco cena stejné masy platiny sotva dosahuje XNUMX XNUMX rublů. O něco výše jsme již zjistili, že těžba zlata ze rtuti je velmi nákladný proces. Proto se pracovníci v rafineriích zabývají získáváním zlata – zhruba řečeno, získávají zlato ze směsí jiných kovů. Zlato přivádí lidi k šílenství po tisíce let. Vzhledem k tomu, že personál pracuje s velmi drahým kovem, jsou v továrnách zavedeny přísné kontroly. Pokud má člověk například zlatý zub, strážci vždy zkontrolují, zda je na místě. Co když se člověk náhle zbaví zlatého zubu a rozhodne se přinést kus drahého kovu a umístit jej do volného prostoru mezi zuby? V některých rafineriích chodí pracovníci nazí a uvnitř si oblékají pracovní oděv.

Nejvzácnější kov

Francium je nejvzácnější kov. Podle výpočtů vědců je jeho koncentrace v zemské kůře pouhých 340 gramů. Je možné získat více uranu uměle, ale to vyžaduje zahájení jaderných reakcí. Francium je velmi vzácné a zřídka používané Francium je velmi radioaktivní, takže se v současnosti prakticky nikde nepoužívá. Někdy však vědci stále používají odrůdy francium v ​​průběhu vědeckého výzkumu. Objevily se také pokusy diagnostikovat rakovinu pomocí technologií, kde bylo zapojeno také francium. Pokud vás zajímají novinky z oblasti vědy a techniky, přihlaste se k odběru našeho kanálu Telegram. Najdete tam oznámení o nejnovějších zprávách z našeho webu!

Nejlehčí kov

Titul nejlehčího kovu právem náleží lithiu. Je natřený stříbrno-bílou barvou a je tak měkký, že se dá snadno krájet nožem. Protože je to nejlehčí kov v periodické tabulce, když vstoupí do vody, vyplave na povrch. A je to tady – lithium Pro mnohé to může být zjevení, ale zařízení s lithiem můžete držet v ruce právě teď – tohle je váš smartphone. Mobilní zařízení používají lithiové baterie, které jsou kompaktní, ale na jedno nabití vydrží jen několik dní. Vědci se snaží zlepšit výkon lithium-iontových baterií, ale zatím se jim to nedaří. Možná se v budoucnu místo lithium-iontových baterií budou používat úplně jiné baterie. Který? Přečtěte si v tomto materiálu.

Nejdražší průmyslový kov

Nakonec stojí za zmínku kalifornium, kov, který se v přírodě v čisté podobě nevyskytuje. Vyrábí se v jaderných reaktorech v Rusku a USA a to ve velmi malých množstvích. Podle vědců se jim za jeden rok podaří vytvořit pouze 40–80 mikrogramů tohoto neobvyklého kovu. Vzhledem k obtížnosti těžby a vzácnosti má gram tohoto kovu hodnotu až 27 milionů dolarů. Kalifornská – radioaktivní kráska Tento kov je velmi radioaktivní, takže z něj nemůžete dělat žádná řemesla. Ale vědci to potřebují během vážných testů. I když teoreticky může být použit k vytvoření atomové bomby. Zmíněný uran je ale mnohem levnější, takže ho používají všichni. V periodické tabulce Mendělejeva je mnohem více zajímavých prvků, ale toto jsou podle mého názoru nejzajímavější kovy. Je pozoruhodné, že vědci stále vyvíjejí kovy se zajímavými vlastnostmi. V roce 2019 můj kolega Vladimir Kuzněcov mluvil o materiálu, který se netopí ve vodě – doporučuji přečíst!