Najtvrđi metal na svijetu: ime i druga svojstva. Koji je najteži metal na zemlji?

Zato što imaju najveću gustinu. Među njima su najteži osmijum i iridijum. Ovaj pokazatelj gustine ovih metala je skoro isti, osim male greške u proračunu.

Otkriće iridija dogodilo se 1803. Otkrio ju je engleski hemičar Smithson Tennat dok je proučavao prirodnu platinu, dostavljenu iz južna amerika. U prevodu sa starogrčkog, naziv "iridijum" znači "duga".

Naučni interes kao izvor električna energija predstavlja izotop teškog metala - iridijum-192m2, pošto je ovaj metal veoma dug - 241 godina. Iridijum se široko koristi u industriji i paleontologiji - koristi se za proizvodnju pera i određivanje starosti slojeva zemlje.

Otkriće osmijuma dogodilo se slučajno 1804. godine. Ovaj tvrdi metal otkriveno je u hemijski sastav sediment platine otopljen u carskoj vodi. Naziv "osmijum" potiče od starogrčke reči za "miris". Ovaj metal gotovo da nema u prirodi. Najčešće se nalazi u sastavu.Kao i iridijum, osmijum skoro da nije podložan mehaničkom naprezanju. Jedan litar osmijuma je mnogo teži od deset litara vode. Ali ovo svojstvo ovog metala još nigdje nije našlo primjenu.

Najtvrđi metal, osmijum, kopa se u ruskim i američkim rudnicima. Međutim, Južna Afrika je prepoznata kao njeno najbogatije ležište. Osmijum se često nalazi u željeznim meteoritima.

Posebno je zanimljiv osmijum-187, koji izvozi samo Kazahstan. Koristi se za određivanje starosti meteorita. Jedan gram ovog izotopa košta 10 hiljada američkih dolara.

Industrija uglavnom koristi tvrdu leguru osmijuma sa volframom (osram) za proizvodnju sijalica sa žarnom niti. Osmijum je takođe katalitička supstanca u proizvodnji, od čega se retko izrađuju rezni delovi za instrumente u hirurgiji.

Oba teška metala - osmijum i iridijum - skoro uvek se nalaze u istoj leguri. Ovo je definitivan obrazac. A da biste ih razdvojili morate uložiti mnogo truda, jer nisu tako mekani kao, na primjer, srebro.

Danas ćemo pogledati najjače metale na svijetu i razgovarati o njihovim svojstvima. A titanijum otvara „ocenu snage“.

Nije najizdržljiviji?

Naziv metala vjerovatno dolazi od imena starogrčkog heroja Titana. Stoga ovaj metal vezujemo za neuništivost. Mnogi smatraju da je titanijum najjači metal na svetu. Međutim, u stvarnosti to je daleko od slučaja.

Čisti titanijum je prvi put dobijen 1925. On novi materijal odmah je privukao pažnju zbog brojnih svojstava. Titanijum je počeo da se veoma aktivno koristi u industrijskom sektoru.

Danas je titanijum na 10. mestu među prirodnim metalima po zastupljenosti. IN zemljine kore sadrži oko 700 miliona tona. Odnosno, sadašnje sirovine će trajati još 150 godina.

Titanijum ima odlična svojstva. To je lagan i izdržljiv metal koji je otporan na koroziju. Može se lako termički obrađivati ​​i ima širok spektar primjena. Interagira s drugim elementima periodnog sistema samo kada se zagrije. Prirodno se nalazi u rutilama rutila i ilmenita. Čisti titan se dobija sinterovanjem rude sa hlorom.

U stanju je izdržati ogromna opterećenja. Metal se odlikuje visokom čvrstoćom i otpornošću šok akcija. Koristi se u proizvodnji vozila, projektila, pa čak i podmornica. Titanijum može izdržati pritisak čak i na velikim dubinama.

Takođe je popularan u medicinskoj industriji. Proteze koje se temelje na njemu ne stupaju u interakciju s tjelesnim tkivima i nisu podložne koroziji. Ali s godinama se počinje istrošiti, što vas prisiljava da zamijenite protezu novom.

Novi razvoj

Naučnici su 2016. godine pronašli način da poboljšaju svojstva titanijuma i učine ga još izdržljivijim. Glavni cilj istraživanja je pronaći izdržljiviji materijal koji je kompatibilan s tjelesnim tkivima. A onda su se sjetili zlata toga duge godine koristi se u protetici.

Legura titanijuma i zlata, nakon nekoliko pokušaja da se pronađe idealan omjer komponenti, pokazala se nevjerovatno izdržljivom. 4 puta jači od drugih metala koji se danas koriste za protetiku.

Tantal

Jedan od najjačih metala. Nazvana po starogrčkog boga Tantal, koji je naljutio Zevsa i bio bačen u pakao. Ima srebrno-bijelu boju sa plavičastom nijansom. To je karakterističan element granitne i alkalne magme. Najviše se dobija iz minerala koltana veliki depoziti koji se nalaze u Brazilu i Africi.

Otvoren je davne 1802. godine. Tada se smatralo sortom Kolumbija, ali je kasnije ustanovljeno da su to dvije različitih metala, sličnih svojstava. Samo 100 godina kasnije bilo je moguće dobiti čisti tantal. Njegova cijena danas je prilično visoka - 150 dolara po 1 kg metala.

Tantal je vatrostalni metal prilično velike gustine. Sa hemijske tačke gledišta, stabilan je jer se ne otapa u razblaženim kiselinama. U obliku praha, tantal dobro gori na zraku. Koristi se za proizvodnju elektrolitskih kondenzatora, grijača u vakuumskim pećima. Tantalski kondenzatori povećavaju vijek trajanja elektronskih sistema na 10-12 godina. Važno je napomenuti da su mu čak i draguljari pronašli upotrebu - oni zamjenjuju platinu.

Ispitivanje čvrstoće metala pokazalo je da legura tantala i volframa ima gotovo stopostotnu čvrstoću.

Osmijum je veoma...

Osmijum je još jedan neverovatno jak metal. Također je uvršten na listu najrjeđih i najskupljih. Prisutan je u zemljinoj kori u malim količinama. Klasifikovana je kao disperzovana, odnosno nema svoja ležišta. Stoga je njegovo vađenje praćeno ogromnim poteškoćama.

Osmijum spada u grupu metala platine. Njegova cijena je oko 10.000 dolara po gramu. Po cijeni je drugi nakon umjetne kalifornijske. Sastoji se od nekoliko izotopa koje je nevjerovatno teško razdvojiti. Najpopularniji izotop je osmijum-187. Njegova cijena po gramu doseže i do 200.000 dolara!

Osmijum je rekorder po gustini među metalima. Osim toga, to je metal visoke čvrstoće. Legure koje sadrže osmijum postaju otporne na koroziju i postaju jače i izdržljivije. Metal se također koristi u svom čistom obliku, na primjer, za izradu skupih nalivpera, koja se praktički ne troše i ne pišu godinama.

Chromium

Krom, kobalt i volfram poznati su nauci od 1913. godine i ujedinjeni su pod uobičajeno ime- steliti. Ostaju tvrde čak i na temperaturama od 600 stepeni Celzijusa.

Ovaj metal se uglavnom nalazi u dubokim slojevima Zemlje. Nalazi se i u kamenim meteoritima, koji se smatraju analozima našeg plašta. Samo hromirani spineli imaju industrijsku vrijednost. Mnogi minerali koji sadrže krom su potpuno beskorisni. Najčistiji krom se dobiva elektrolizom koncentriranih vodenih otopina ili elektrolizom krom sulfata.

Metal u kombinaciji sa čelikom značajno povećava njegovu čvrstoću i dodaje otpornost na oksidaciju. Poboljšava karakteristike čelika bez smanjenja njegove duktilnosti.

Rutenijum

Pripada grupi platine i klasifikovan je kao plemeniti metal. Međutim, sa njihove liste, rutenijum se smatra najmanje plemenitim... Otkrio ga je naučnik Karl-Ernst Klaus 1844. godine. Važno je napomenuti da je profesor stalno mirisao i kušao rezultate svog istraživanja. Jednom se čak i opekao usnoj šupljini, kada je probao jedno od jedinjenja rutenijuma koje je otkrio.

Njegove svjetske rezerve danas su oko 5.000 tona. Rutenijum dugo vremena se istražuje, ali su mnoga njegova svojstva još uvijek nepoznata. Problem je što još nije pronađen način da se rutenijum potpuno pročisti. Kontaminacija sirovina onemogućava proučavanje njegovih svojstava. Međutim, liječnici su uvjereni da upotreba metala u svakodnevnom životu može povećati učestalost bolesti među populacijom. Zato je oslobađanje izotopa rutenijum-106 na Uralu izazvalo takav odjek u štampi. Na kraju krajeva, rutenijum-106 ima radioaktivna svojstva.

Istovremeno, njegova vrijednost je u 2017. neočekivano premašila sve metale platine.

Iridijum je najjači metal

Iridijum ima najveću snagu. Da, inferiorniji je od osmijuma u gustini, ali ima najveći koeficijent čvrstoće. Nazivaju ga i najrjeđim metalom, ali je u stvari sadržaj astatina u zemljinoj kori još niži.

Iridijum je proučavan veoma pažljivo. 70 godina kasnije, njegova glavna svojstva - nevjerovatna čvrstoća i otpornost na koroziju - postala su poznata širom svijeta. Danas se koristi u mnogim industrijama. Lavovski udio Metal eksploatiše hemijska industrija. Ostatak se distribuira među mnogim drugim područjima, uključujući medicinu i nakit. Iridijum u kombinaciji sa platinom stvara kvalitetan i veoma izdržljiv nakit.

Danas postoji ogroman izbor metala, oni mogu biti lagana teška, mekana i tvrda, skupa i jeftina. Danas je najskuplji metal kalifornijski, procjenjuje se na 10 miliona dolara po gramu. Širom svijeta ima ga oko pet grama, zbog čega se njegova cijena toliko razlikuje od svih ostalih metala. Kalifornij je radioaktivni metal i može se koristiti kao zamjena za nuklearni reaktor iu drugim industrijama. Ovaj metal se ne može dobiti u prirodi, već je umjetno stvoren davne 1950. godine na Univerzitetu Berkeley u Kaliforniji. Danas se ovaj metal najčešće koristi u eksperimentima vezanim za terapiju zračenjem i nuklearnu fisiju.

Kalifornija

Najlakši metal na svijetu umjetno su stvorili kineski naučnici. Metal se zove grafen, toliko je lagan da se može držati na laticama cvijeta. Ovaj najlakši materijal na svijetu stvoren je od liofiliziranog ugljika i grafenskog oksida. Ako uklonite dodanu nečistoću, metal je dvodimenzionalni kristal koji je prepoznat kao najtanji materijal koji je napravio čovjek na planeti. Da bi se postigao snop grafena od jednog milimetra, potrebno je naslagati tri miliona listova grafena.

Osim što je najlakši, grafen je i najjači metal na svijetu. Njegova svojstva su jednostavno nevjerovatna, zamislite samo da jedan list grafena, debeo kao plastična vrećica, može izdržati ogromnu težinu slona. Metal ima čitav niz prednosti, među kojima treba istaći i fleksibilnost. Nemoguće je povjerovati, ali grafen se može rastegnuti bez ikakve štete za čak dvadeset posto. Čak se tu ne završavaju njegove prednosti; naučnici su otkrili da ovaj metal ima jedinstvenu sposobnost filtriranja vode i zadržavanja plinova i raznih tekućina.

Grafen

Status najtvrđeg metala zasluženo je dodijeljen titanijumu. Njegovo otkriće dogodilo se krajem osamnaestog veka, a u isto vreme metal je zauzeo svoje mesto u periodnom sistemu. Titanijum ima veoma visoku specifičnu čvrstoću na visoke temperature ah, dobra otpornost na koroziju i prilično mala gustoća. Ako, na primjer, lake legure poput magnezija i aluminija ne mogu izdržati visoke temperature, titanijum će dobro doći. Titanijumska legura može izdržati čak 300 stepeni Celzijusa. Danas se titanijum kopa u mnogim zemljama, uključujući i Rusiju.

Titanijum

Najmekši metal je galijum, koji je takođe veoma redak metal. U prirodi se ne nalazi u čistom obliku, ali se u malim količinama može naći u rudama cinka, kao iu boksitu. Galij ima srebrne boje, veoma je mekan i fleksibilan. Ako ga zadržiš unutra niske temperature, tada će zadržati svoju čvrstu konzistenciju, ali će vas koštati samo premještanje metala u prostoriju sobnoj temperaturi, i odmah će početi da se topi. Danas galijum nema nikakvu biološku ulogu, ali se široko koristi u mikroelektronici, pa čak i u farmaciji.

Galij

Naučnici su to najviše dokazali jak metal– to je i dalje isti titanijum. Ovaj metal su otkrili njemački i engleski naučnici, iako su njihova otkrića napravljena u razmaku od šest godina. Ovaj element zauzima dvadeset i drugo mjesto serijski broj u periodnom sistemu. Ako uzmemo u obzir pokazatelje čvrstoće, čvrstoća titanijuma je šest puta veća od čvrstoće aluminijuma, zbog čega su mogućnosti upotrebe ovog metala beskrajne. Razvoj ovog metala bio je pravi proboj u historiji čovječanstva i pružio mu je priliku da koristi titan u raznim oblastima.

Najjeftiniji metal danas je bakar. U svom čistom obliku, bakar je viskozni crvenkasti metal sa specifičnom težinom od 8,9. Bakar je jedan od najranijih metala kojim je čovjek ovladao. Ovaj element periodnog sistema ima dobra tehnička svojstva, stoga se vrlo široko koristi u mnogim industrijama i područjima. Veoma je važno znati prepoznati čisti bakar od njegovih legura. Vrijedi napomenuti da je u svom čistom obliku danas prilično rijedak.

Bakar

Najrjeđi metal je renijum, njegov otkrivač su naučnici iz Njemačke Walter i Ide Noddack, upravo on je otkrio najrjeđi stabilni metal. Ovaj rijedak metal dobio je ime po rijeci Rajni. Danas se renijum proizvodi iz ruda bakra i molibdena prženjem koncentrata. Ovo je prilično složen proces, gdje je za dobivanje jednog kilograma ovog metala potrebno preraditi oko dvije hiljade tona rude. Statistike govore da je proizvodnja renijuma oko 40 tona godišnje.

renijum

Još jedan najskuplji metal na svijetu je izotop osmijum-187. Njegova cijena je dosta niža nego u Kaliforniji i iznosi 200 hiljada dolara po gramu. Ovaj metal je vrlo rijedak i potrebno mu je devet mjeseci za stvaranje. Može se dobiti fisijom izotopa, što je vrlo radno intenzivan proces. Izotop izgleda kao crni prah sa ljubičastom nijansom i najgušća je supstanca na zemlji. Vrlo se široko koristi u raznim medicinskim istraživanjima i služi kao katalizator u kemijskim reakcijama.

Ako se čvrstoća općenito razumije kao sposobnost čvrstih tvari da se odupru razaranju i održe oblik proizvoda, onda se sljedeći metali mogu klasificirati kao super jaki i izdržljivi metali.

Ime titanijum je prisvojio Martin Klaproth, njemački istraživač koji je otkrio novi metal ne zbog njegovih hemijskih kvaliteta, već u čast mitoloških heroja djece zemlje - titana.

Pojava titanijuma u prirodi je na 10. mestu, najviše je koncentrisan u mineralima. Bez ovog metala to bi bilo nemoguće najnovijim otkrićima u oblasti raketogradnje, brodogradnje i aviona. Titanijum se koristi u svim oblastima industrije, u proizvodnji medicinskih implantata i pancira sa Prehrambena industrija i poljoprivredu.

2. mjesto

Svijetlo sivi volfram , u doslovnom prijevodu vučja krema, najvatrostalniji je metal, pa je nezamjenjiv u izradi površina i proizvoda otpornih na toplinu. filament u obicna sijalica napravljen od volframove niti.

Taj metal se koristi u balističkih projektila, u proizvodnji čaura i metaka, u žiroskopskim brzim rotorima.

3. mjesto

Tantal Gotovo ga je nemoguće modificirati, jer počinje da se topi na temperaturi od 3015 stepeni Celzijusa, a ključa na tački ključanja od 5300 stepeni. Za običnog čoveka Nemoguće je ni zamisliti takvu vrućinu. Plavkasto-sivi metal je najneophodniji u modernoj medicini, od njega se prave žica i limovi za pokrivanje oštećenih kostiju.

Otvoren 1817 molibden, čelično-sivi metal se praktično nikada ne nalazi u svom čistom obliku. Vatrostalnost ovog metala je neverovatna, čija tačka topljenja prelazi 2620 stepeni. Molibden je svoju najveću primjenu našao u vojnoj industriji, gdje se izrađuju čelici za oružje i oklop.

5. mjesto

Upotreba avijacije i mašinstva, nuklearne energije i astronautike niobij, metal vrlo sličan po svojim svojstvima tantalu. Na niobijum praktično ne utiču nikakve supstance, ni soli ni kiseline, teško se topi i teško oksidira, što je ono što jedinstveni metal čini tako traženim.

6. mjesto

Najteži metal na zemlji iridijum Ima najtrajnija antikorozivna svojstva; čak ga ni carska voda ne može rastopiti. Dodavanje iridija drugim legurama povećava njihovu sposobnost otpornosti na koroziju.

7. mjesto

Berilijum je jedan od rijetkih metala koji se kopaju u zemlji. Njegove jedinstvene kvalitete, kao što su visoka toplotna provodljivost i otpornost na vatru, učinile su ovaj metal nezamjenjivim u proizvodnji nuklearnih reaktora. Legure berilijuma s pravom zauzimaju vodeće mesto u vazduhoplovnoj i vazduhoplovnoj industriji.

8. mjesto

Svijetlo plavi hrom , koji je ujedno i jedan od najjačih metala zbog svoje jedinstvena svojstva kada se doda čeličnim legurama, čini ih tvrđima i otpornijima na koroziju. Hromirani dijelovi imaju prekrasan izgled izgled, koji se ne menja tokom vremena.

9. mjesto

Saksonci se pažljivo odnose prema svojim legendama; ime heroja jednog od njih, Kobolda, ovjekovječeno je u ime metala - kobalt . Vrlo često, prilikom kopanja rude, tragači su zamijenili sivo-ružičasti metal za srebro.

Vatrostalni metal, kao aditiv, povećava otpornost na toplinu, tvrdoću i otpornost na habanje čelika. Hvala za jedinstvene kvalitete kobalt je neophodan u mašinama za rezanje metala.

Hafnij – svijetlosivi metal jedinstvenih kvaliteta se vadi iz rude cirkonijuma. Tvrdi, vatrostalni hafnij ima jedinstvena karakteristika, činjenica je da je njegova ovisnost o temperaturi i kapacitetu anomalna i da ne potpada pod bilo kakve zakone fizike.

Hafnij se koristi u nuklearnoj energiji i optici, za ojačavanje raznih legura i izradu stakla za rendgenske zrake, bez njega je teško zamisliti vojnu proizvodnju.

Titan su otkrili krajem 18. vijeka nezavisni naučnici iz Engleske i Njemačke. IN periodni sistem elementi D.I. Mendeljejev se nalazi u grupi 4 sa atomskim brojem 22. Sasvim dugo vrijeme naučnici nisu vidjeli nikakvu perspektivu u titanijumu, jer je bio vrlo krhak. Ali 1925. godine, holandski naučnici I. de Boer i A. Van Arkel uspjeli su dobiti čisti titanijum u laboratoriji, što je postalo pravi proboj u svim industrijama.

Svojstva titanijuma

Ispostavilo se da je čisti titanijum neverovatno tehnološki. Ima duktilnost, nisku gustinu, visoku specifičnu čvrstoću, otpornost na koroziju i čvrstoću kada je izložen visokim temperaturama. Titanijum je dvostruko jači od čelika i šest puta jači. Titanijum je neophodan u nadzvučnoj avijaciji. Uostalom, na visini od 20 km razvija brzinu koja tri puta premašuje brzinu zvuka. U tom slučaju, temperatura tijela aviona se zagrijava do 300°C. Samo legure titanijuma mogu izdržati takve uslove.

Titanijumske strugotine predstavljaju opasnost od požara, a titanijumska prašina generalno može eksplodirati. Tokom eksplozije, tačka paljenja može dostići 400°C.

Najizdržljiviji na planeti

Titanijum je toliko lagan i čvrst da se njegove legure koriste za izradu trupa aviona i podmornica, pancira i tenkova, a koriste se i u nuklearnoj tehnologiji. Još jedno izvanredno svojstvo ovog metala je njegovo pasivno djelovanje na živo tkivo. Izrađuju se samo osteoproteze. Za proizvodnju se koriste neka jedinjenja titana poludragog kamenja i nakit.

Hemijska industrija takođe nije ostavio titanijum bez nadzora. U mnogim agresivnim okruženjima metal ne korodira. Titan dioksid se koristi za izradu bijele boje, u proizvodnji plastike i papira, te kao a aditivi za hranu E171.

Na skali tvrdoće metala, titan je drugi nakon metala platine i volframa.

Distribucija i zalihe

Titanijum je prilično uobičajen metal. Po ovom pokazatelju zauzima deseto mjesto. Zemljina kora sadrži oko 0,57% titanijuma. On ovog trenutka Naučnici znaju preko stotinu minerala koji sadrže metal. Njegove naslage su rasute gotovo po cijelom svijetu. Iskopavanje titana se odvija u Kini, Južnoj Africi, Rusiji, Ukrajini, Indiji i Japanu.

Napredak

Već nekoliko godina naučnici provode istraživanja o novom metalu, koji je nazvan "tečni metal". Ovaj izum tvrdi da je novi, najtrajniji metal na planeti. Ali još nije dobijen u čvrstom obliku.