入り口世界で最も硬い金属：名前とその他の性質。 地球上で最も硬い金属は何ですか?
密度が最も高いからです。 その中で最も重いのはオスミウムとイリジウムです。 これらの金属の密度を表すこの指標は、わずかな計算誤差を除いて、ほぼ同じです。
イリジウムの発見は 1803 年に起こりました。 天然プラチナの研究中に英国の化学者スミッソン・テナットによって発見されました。 南アメリカ。 古代ギリシャ語から翻訳された「イリジウム」という名前は「虹」を意味します。
情報源としての科学的関心 電気エネルギー重金属の同位体 - イリジウム - 192m2 を表します。この金属は 241 年と非常に長いためです。 イリジウムは産業や古生物学で広く使用されており、ペンの羽を生成したり、地層の年齢を決定したりするために使用されます。
オスミウムの発見は 1804 年に偶然に起こりました。 これです 硬質金属で発見されました 化学組成王水に溶解したプラチナの沈殿物。 「オスミウム」という名前は、古代ギリシャ語の「匂い」に由来しています。 この金属は自然界にはほとんど存在しません。 オスミウムは組成中に最も多く含まれており、イリジウムと同様に、機械的ストレスをほとんど受けません。 1リットルのオスミウムは10リットルの水よりもはるかに重い。 しかし、この金属のこの特性はまだどこにも応用されていません。
最も硬い金属であるオスミウムは、ロシアとアメリカの鉱山で採掘されています。 しかし、南アフリカは最も豊かな鉱床として知られています。 オスミウムは鉄隕石でよく見つかります。
特に興味深いのは、カザフスタンのみが輸出しているオスミウム 187 です。 隕石の年代を測定するために使用されます。 この同位体 1 グラムの価格は 1 万米ドルです。
業界では、白熱灯の製造に主にオスミウムとタングステンの硬質合金 (オスラム) が使用されています。 オスミウムは生産時の触媒物質でもあり、ごくまれに、手術用器具の切断部品がこの金属で作られています。
オスミウムとイリジウムの両方の重金属は、ほとんどの場合、同じ合金に含まれています。 これはお決まりのパターンです。 そして、それらを分離するには、たとえば銀ほど柔らかくないため、多くの労力を費やす必要があります。
今日は世界で最も強い金属に注目し、その特性について説明します。 そしてチタンは「強度評価」を広げます。
最も耐久性が高いわけではありませんか？
この金属の名前はおそらく古代ギリシャの英雄タイタンの名前に由来します。 したがって、私たちはこの金属を不滅性と関連付けます。 多くの人はチタンが世界で最も強い金属であると考えています。 しかし、実際にはそうではありません。
純チタンが初めて得られたのは1925年です。 の上 新しい素材数々の特性によりすぐに注目を集めました。 チタンは産業分野で非常に積極的に使用され始めています。
現在、チタンは普及率の点で天然金属の中で 10 位に位置しています。 で 地球の地殻そこには約7億トンが含まれています。 つまり、現在の原材料はあと 150 年は使用できるということです。
チタンは優れた特性を持っています。 軽量で耐久性があり、腐食に強い金属です。 熱処理が容易であり、幅広い用途に使用できます。 加熱された場合にのみ、周期表の他の元素と相互作用します。 天然ではルチル鉱石とイルメナイト鉱石に含まれます。 純チタンは鉱石を塩素で焼結して得られます。
巨大な荷重に耐えることができます。 金属はその高い強度と耐性によって際立っています ショックアクション。 車両、ミサイル、さらには潜水艦の製造にも使用されています。 チタンは深いところでも圧力に耐えることができます。
医療業界でも人気があります。 これに基づいたプロテーゼは身体組織と相互作用せず、腐食を受けません。 しかし、年月が経つとプロテーゼが摩耗し始め、新しいものと交換する必要があります。
新しい開発
2016 年、科学者たちはチタンの特性を改善し、耐久性をさらに高める方法を発見しました。 研究の主な目的は、身体組織に適合する、より耐久性のある素材を見つけることです。 そして彼らは金のことを思い出しました 長い年月補綴物に使用されます。
チタンと金の合金は、成分の理想的な比率を見つけるために何度も試みられた結果、信じられないほど耐久性があることが判明しました。 現在補綴物に使用されている他の金属よりも4倍の強度があります。
タンタル
最も強い金属の一つ。 にちなんで名付けられた 古代ギリシャの神ゼウスの怒りを買い、地獄に落とされたタンタロス。 青みがかった銀白色をしています。 花崗岩質およびアルカリ性マグマの特徴的な元素です。 鉱物コルタンから抽出され、最も 多額の預金ブラジルとアフリカにあります。
1802 年にオープンしました。 当時はコロンビアの品種と考えられていましたが、後にこれらは2つの品種であることが判明しました。 異なる金属、性質が似ています。 純粋なタンタルを入手できるようになったのはわずか 100 年後です。 現在の価格は非常に高く、金属1kgあたり150ドルです。
タンタルは、かなり高密度の高融点金属です。 化学的な観点から見ると、希酸に溶けないため安定です。 粉末状のタンタルは空気中でよく燃えます。 電解コンデンサー、真空炉のヒーターの製造に使用されます。 タンタル コンデンサは、電子システムの耐用年数を 10 ～ 12 年に延ばします。 宝石商さえもそれを使用していることは注目に値します - 彼らはプラチナに代わるものです。
金属の強度試験では、タンタルとタングステンの合金がほぼ 100% の強度を持つことがわかりました。
オスミウムはまさに...
オスミウムも信じられないほど強い金属です。 最も希少で最も高価なもののリストにも含まれています。 地殻中に微量に存在します。 それは分散型、つまり独自の堆積物を持たないものとして分類されます。 したがって、その抽出には多大な困難が伴います。
オスミウムは白金金属のグループに属します。 その価格は1グラムあたり約10,000ドルです。 価格では人工カリフォルニア産に次ぐ価格です。 それは分離することが信じられないほど難しいいくつかの同位体で構成されています。 最も人気のある同位体はオスミウム 187 です。 グラムあたりの価格は最大20万ドルに達します。
オスミウムは金属の中で密度の記録保持者です。 また、強度の高い金属です。 オスミウムを含む合金は腐食に強くなり、強度と耐久性が向上します。 金属は、実際には磨耗せず何年も書き続けることができる高価な万年筆を製造するために、そのままの形でも使用されます。
クロム
クロム、コバルト、タングステンは 1913 年以来科学的に知られており、次のようにまとめられています。 一般名- ステライト。 600℃の温度でも硬さを保ちます。
この金属は主に地球の深層で見つかります。 これは、私たちのマントルの類似体と考えられている石質隕石にも含まれています。 工業的価値があるのはクロム スピネルだけです。 クロムを含む多くの鉱物はまったく役に立ちません。 最も純粋なクロムは、濃縮水溶液の電気分解または硫酸クロムの電気分解によって得られます。
金属と鋼を組み合わせると、強度が大幅に向上し、酸化に対する耐性も高まります。 延性を低下させることなく鋼の特性を向上させます。
ルテニウム
白金族に属し、貴金属に分類されます。 しかし、彼らのリストから、ルテニウムは最も高貴ではないと考えられています... それは1844年に科学者カール・エルンスト・クラウスによって発見されました。 教授が常に研究結果の匂いを嗅ぎ、味わっていたことは注目に値します。 一度火傷を負ったことさえある 口腔、彼が発見したルテニウム化合物の1つを味わったとき。
現在の世界の埋蔵量は約5,000トンです。 ルテニウム 長い間研究は進められていますが、その特性の多くはまだ不明です。 問題は、ルテニウムを完全に精製する方法がまだ見つかっていないことです。 原材料の汚染により、その特性を研究することができなくなります。 しかし、医師たちは、日常生活での金属の使用により、人々の病気の発生率が増加する可能性があると確信しています。 ウラル山脈でのルテニウム106同位体の放出がマスコミにこのような反響を引き起こしたのはそのためです。 結局のところ、ルテニウム 106 には放射性の特性があります。
同時に、2017年のその価値は予想外にもすべてのプラチナ金属を上回りました。
イリジウムは最強の金属です
強度が最も高いのはイリジウムです。 はい、密度はオスミウムより劣りますが、強度係数が最も高くなります。 最も希少な金属とも呼ばれますが、実際には地殻中のアスタチンの含有量はさらに低いです。
イリジウムは非常に注意深く研究されました。 70 年後、その主な特性である驚異的な強度と耐食性は世界中で知られるようになりました。 現在では多くの産業で使用されています。 ライオンの分け前この金属は化学産業によって利用されています。 残りは、医薬品や宝飾品など、他の多くの分野に分配されます。 イリジウムとプラチナを組み合わせると、高品質で耐久性に優れたジュエリーが生まれます。
今日、多種多様な金属が存在します。 軽い重い、柔らかいものと硬いもの、高いものと安いもの。 現在、最も高価な金属はカリフォルニア産で、1グラムあたり1,000万ドルと推定されています。 世界中で約5グラムしか存在しないため、その価格は他の金属とは大きく異なります。 カリフォルニウムは放射性金属であり、原子炉の代替品や他の産業で使用できます。 この金属は自然界では入手できず、1950 年にカリフォルニアのバークレー大学で人工的に作成されました。 現在、この金属は放射線治療や核分裂に関連する実験で最もよく使用されています。
カリホルニウム
世界で最も軽い金属は中国の科学者によって人工的に作成されました。 この金属はグラフェンと呼ばれるもので、花びらの上に乗せることができるほど軽いです。 この世界最軽量の素材は、凍結乾燥したカーボンと酸化グラフェンから作られました。 添加された不純物を取り除くと、金属は二次元の結晶となり、地球上で最も薄い人工材料として認識されています。 1 ミリメートルのグラフェンの積層を実現するには、300 万枚のグラフェンを積層する必要があります。
グラフェンは最軽量であることに加えて、世界で最も強い金属でもあります。 その特性は単純に驚くべきもので、ビニール袋と同じくらいの厚さの 1 枚のグラフェン シートが象の巨大な重量に耐えることができると想像してみてください。 金属には多くの利点がありますが、その中でも柔軟性も強調されるべきです。 信じられないかもしれませんが、グラフェンは損傷することなく最大 20% まで伸ばすことができます。 そして、これでさえその利点が終わるわけではなく、科学者たちは、この金属が水を濾過し、ガスやさまざまな液体を保持する独特の能力を持っていることを発見しました。
グラフェン
最も硬い金属の地位は当然チタンに与えられました。 その発見は 18 世紀の終わりに起こり、同時にこの金属は周期表に登場しました。 チタンは非常に高い比強度を持っています。 高温ああ、優れた耐食性とかなり低い密度。 たとえば、マグネシウムやアルミニウムなどの軽合金が高温に耐えられない場合は、チタンが役に立ちます。 チタン合金は300℃にも耐えます。 現在、チタンはロシアを含む多くの国で採掘されています。
チタン
最も柔らかい金属はガリウムで、これも非常に希少な金属です。 自然界には純粋な形では存在しませんが、亜鉛鉱石やボーキサイト中に少量含まれています。 ガリウムには 銀色、とても柔らかくて柔軟性があります。 入れておけば 低温そうすると、堅固な一貫性が維持されますが、費用は金属を部屋に移動するだけです。 室温, するとすぐに溶け始めます。 現在、ガリウムには生物学的な役割はありませんが、マイクロエレクトロニクスや医薬品においても広く使用されています。
ガリウム
科学者たちは、最も重要なことを証明しました。 強い金属– それは同じチタンです。 この金属はドイツとイギリスの科学者によって発見されましたが、彼らの発見は6年も離れていました。 この要素は 22 位にランクされます シリアルナンバー周期表では。 強度指標を考慮すると、チタンの強度はアルミニウムの6倍であるため、この金属の使用可能性は無限大です。 この金属の開発は人類の歴史における真の進歩であり、チタンを幅広い分野で使用する機会をもたらしました。
現在最も安価な金属は銅です。 純粋な形では、銅は比重 8.9 の粘性のある赤みがかった金属です。 銅は人類が習得した最も初期の金属の 1 つです。 周期表のこの元素には優れた技術的特性があるため、多くの産業や分野で非常に広く使用されています。 認識できることがとても大切です 純銅その合金から。 注目に値するのは、その純粋な形では今日では非常に珍しいことです。
銅
最も希少な金属はレニウムであり、その発見者はドイツの科学者ウォルターとイデ・ノダックであり、最も希少で安定した金属を発見したのは彼でした。 この希少金属はライン川にちなんで名付けられました。 現在、レニウムは銅とモリブデンの鉱石から濃縮物を焙焼することによって製造されています。 これはかなり複雑なプロセスであり、1キログラムのこの金属を得るには約2,000トンの鉱石を処理する必要があります。 統計によると、レニウムの年間生産量は約40トンです。
レニウム
世界で最も高価なもう 1 つの金属は、同位体オスミウム 187 です。 そのコストはカリフォルニアよりもかなり安く、1グラムあたり20万ドルに達します。 この金属は非常に希少で、作成には9か月かかります。 これは同位体核分裂によって得られますが、これは非常に労力のかかるプロセスです。 同位体は紫がかった黒い粉のように見え、地球上で最も密度の高い物質です。 さまざまな医学研究で非常に広く使用されており、化学反応の触媒として機能します。
一般に強度が破壊に抵抗し、製品の形状を維持する固体の能力として理解されている場合、次の金属は超強力で耐久性のある金属として分類できます。
名前 チタン この名前は、新しい金属を発見したドイツの研究者マルティン・クラプロスによって、その化学的性質のためではなく、地球の子供たちの神話の英雄であるタイタンに敬意を表して流用されました。
自然界におけるチタンの存在量は 10 位であり、ミネラル中に最も多く含まれています。 この金属がなければ不可能です 最新の発見ロケット、船舶、航空機の製造分野で。 チタンは、医療インプラントや防弾チョッキの製造など、産業のあらゆる分野で使用されています。 食品業界そして農業。
2位 
ライトグレータングステン 文字通りオオカミのクリームと訳され、最も耐火性の高い金属であるため、耐熱性の表面や製品の製造には不可欠です。 フィラメント 普通の電球タングステンフィラメントから作られています。
その金属が使われているのは、 弾道ミサイル、砲弾や弾丸の製造、ジャイロスコープの高速ローターなど。
3位 
タンタル 摂氏3015度で溶け始め、沸点5300度で沸騰するため、変更することはほとんど不可能です。 普通の人にこのような暑さは想像することさえ不可能です。 青みがかった灰色の金属は現代医学に最も不可欠であり、損傷した骨を覆うためにワイヤーやシートがこの金属から作られています。
1817年にオープン モリブデン、スチールグレーの金属は、純粋な形で見つかることはほとんどありません。 この金属の耐火性は驚異的であり、その融点は2620度を超えます。 モリブデンは、銃や装甲鋼が製造される軍事産業で最も多くの用途が見出されています。
5位 
航空および機械工学、原子力エネルギーおよび宇宙飛行の利用 ニオブ、タンタルと特性が非常に似ている金属。 ニオブは塩や酸などいかなる物質にもほとんど影響を受けず、溶けにくく、酸化しにくいため、このユニークな金属が非常に需要が高くなります。
6位 
地球上で最も重い金属 イリジウム 最も耐久性の高い耐食性を持ち、王水でも溶けません。 他の合金にイリジウムを添加すると、耐腐食性が高まります。
7位 
ベリリウム 地球上で採掘されるレアメタルの一つです。 高い熱伝導率や耐火性などのユニークな特性により、この金属は製造に欠かせないものとなりました。 原子炉。 ベリリウム合金は当然、航空宇宙産業および航空産業において主導的な地位を占めています。
8位 
ライトブルークローム 、これはまた、その性質のために最も強い金属の1つです。 ユニークな特性合金鋼に添加すると、合金がより硬くなり、耐食性が高まります。 クロームパーツは美しいです 外観、時間が経っても変わりません。
9位 
サクソン人は自分たちの伝説を大切に扱い、その一人の英雄コボルトの名前は金属の名で不滅になりました。 コバルト 。 鉱石を採掘するとき、探求者は灰色がかったピンク色の金属を銀と間違えることがよくありました。
高融点金属は、添加剤として鋼の耐熱性、硬度、耐摩耗性を高めます。 おかげで 独特の性質金属切断機にはコバルトが欠かせません。
ハフニウム – 独特の性質を持つ明るい灰色の金属がジルコニウム鉱石から採掘されます。 硬くて耐火性のハフニウムは、 ユニークな特徴実際のところ、その温度と容量の依存性は異常であり、いかなる物理法則にも当てはまりません。
ハフニウムは核エネルギーや光学分野で、さまざまな合金の強化や X 線用ガラスの製造に使用されており、ハフニウムなしで軍事生産を想像することは困難です。
タイタンは、18 世紀末にイギリスとドイツの独立した科学者によって発見されました。 で 周期表要素D.I. メンデレーエフは原子番号 22 のグループ 4 に属します。 長い間チタンは非常に壊れやすいため、科学者たちはチタンに将来性があるとは考えていませんでした。 しかし 1925 年、オランダの科学者 I. デ ボーアと A. ファン アーケルは実験室で純チタンを入手することに成功し、これはあらゆる産業において真の進歩となりました。
チタンの性質
純チタンは信じられないほどの技術力を持っていることが判明しました。 延性、低密度、高い比強度、耐食性、および高温にさらされたときの強度を備えています。 チタンは鋼の2倍、6倍の強度があります。 超音速航空にはチタンが欠かせない。 何しろ、高度20kmでは音速を3倍も超える速度に達します。 この場合、機体温度は300℃まで上昇します。 このような条件に耐えられるのはチタン合金だけです。
チタンの削りくずは火災の危険性があり、チタンの粉は一般的に爆発する可能性があります。 爆発時には、引火点が 400°C に達することがあります。
地球上で最も耐久性のある
チタンは非常に軽くて強いため、その合金は航空機や潜水艦の船体、防弾チョッキ、戦車の装甲の製造に使用され、原子力技術にも使用されています。 この金属のもう 1 つの注目すべき特性は、生体組織に対する受動的効果です。 骨補綴物のみから作られています。 一部のチタン化合物は、 半貴石そして宝石。
化学工業チタンも放置しませんでした。 多くの過酷な環境において、金属は腐食しません。 二酸化チタンは、白色塗料の製造、プラスチックや紙の製造、その他の用途に使用されます。 食品添加物 E171。
金属の硬度のスケールでは、チタンは白金金属とタングステンに次いで 2 番目です。
流通と在庫
チタンはかなり一般的な金属です。 この指標では10位にランクされています。 地殻には約 0.57% のチタンが含まれています。 の上 この瞬間科学者は金属を含む鉱物を 100 種類以上知っています。 その鉱床はほぼ世界中に点在しています。 チタンの採掘は、中国、南アフリカ、ロシア、ウクライナ、インド、日本で行われています。
進捗
ここ数年、科学者たちは「液体金属」と呼ばれる新しい金属の研究を行ってきました。 この発明は、地球上で最も耐久性のある新しい金属であると主張しています。 しかし、それはまだ固体の形では得られていません。