Який метал найтвердіший на землі. Найміцніший метал у світі Найміцніший метал

Навколишній світ таїть у собі ще безліч загадок, але навіть давно відомі вченим явища та речовини не перестають дивувати та захоплювати. Ми милуємося яскравими фарбами, насолоджуємося смаками та використовуємо властивості всіляких речовин, що роблять наше життя комфортнішим, безпечнішим та приємнішим. У пошуках найнадійніших і найміцніших матеріалів людина здійснила чимало захоплюючих відкриттів, і перед вами добірка якраз із 25 таких унікальних з'єднань!

25. Алмази

Про це точно знають, якщо не всі, то майже всі. Алмази - це не тільки один з найшанованіших дорогоцінних каменів, але і один з найтвердіших мінералів на Землі. За шкалою Мооса (шкала твердості, у якій оцінка дається з реакції мінералу на дряпання) алмаз числиться на 10 рядку. Всього в шкалі 10 позицій, і 10-а - останній і найтвердіший ступінь. Алмази такі тверді, що подряпати їх можна хіба іншими алмазами.

24. Ловчі мережі павука виду Caerostris darwini

Фото: pixabay

У це складно повірити, але мережа павука Caerostris darwini (або павук Дарвіна) міцніше стали і твердіші за кевлар. Цю павутину визнали найтвердішим біологічним матеріалом у світі, хоча зараз у неї вже з'явився потенційний конкурент, але дані ще не підтверджені. Павукове волокно перевірили на такі характеристики, як руйнівна деформація, ударна в'язкість, межа міцності та модуль Юнга (властивість матеріалу чинити опір розтягуванню, стиску при пружній деформації), і за всіма цими показниками павутиння проявила себе надзвичайно дивним чином. До того ж ловча мережа павука Дарвіна неймовірно легка. Наприклад, якщо волокном Caerostris darwini обернути нашу планету, вага такої довгої нитки становитиме лише 500 грамів. Таких довгих мереж немає, але теоретичні підрахунки просто вражають!

23. Аерографіт

Фото: BrokenSphere

Ця синтетична піна - один з найлегших волокнистих матеріалів у світі, і вона є мережею вуглецевих трубочок діаметром всього в кілька мікронів. Аерографіт у 75 разів легший за пінопласт, але при цьому набагато міцніший і пластичніший. Його можна стиснути до розмірів, у 30 разів менших за початковий вид, без будь-якої шкоди для його надзвичайно еластичної структури. Завдяки цій властивості аерографітна піна може витримати навантаження, що в 40 000 разів перевищує її власну вагу.

22. Паладієве металеве скло

Фото: pixabay

Команда вчених їх Каліфорнійського технічного інституту та Лабораторії Берклі (California Institute of Technology, Berkeley Lab) розробила новий видметалевого скла, що поєднав у собі практично ідеальну комбінацію міцності та пластичності. Причина унікальності нового матеріалу полягає в тому, що його хімічна структура успішно приховує крихкість існуючих склоподібних матеріалів і при цьому зберігає високий поріг витривалості, що значно збільшує втомну міцність цієї синтетичної структури.

21. Карбід вольфраму

Фото: pixabay

Карбід вольфраму - це неймовірно твердий матеріал, що має високу зносостійкість. У певних умовах це з'єднання вважається дуже тендітним, але під великим навантаженням воно показує унікальні пластичні властивості, що виявляються у вигляді смуг ковзання. Завдяки всім цим якостям карбід вольфраму використовується у виготовленні бронебійних наконечників та різного обладнання, включаючи всілякі різці, абразивні диски, свердла, фрези, долота для буріння та інші різальні інструменти.

20. Карбід кремнію

Фото: Tiia Monto

Карбід кремнію – один із основних матеріалів, що використовуються для виробництва бойових танків. Це з'єднання відоме своєю низькою вартістю, видатною тугоплавкістю та високою твердістю, і тому воно часто використовується у виготовленні обладнання або спорядження, яке має відбивати кулі, розрізати чи шліфувати інші міцні матеріали. З карбіду кремнію виходять чудові абразиви, напівпровідники і навіть вставки в ювелірні прикраси, що імітують алмази.

19. Кубічний нітрид бору

Фото: wikimedia commons

Кубічний нітрид бору – це надтвердий матеріал, що за своєю твердістю схожий з алмазом, але має й низку відмінних переваг – високу температурну стійкість і хімічну стійкість. Кубічний нітрид бору не розчиняється в залізі і нікелі навіть під впливом високих температур, тоді як алмаз у таких умовах вступає в хімічні реакції досить швидко. Насправді це вигідно для його використання у промислових шліфувальних інструментах.

18. Надвисокомолекулярний поліетилен високої щільності (СВМПЕ), марка волокон «Дайніма» (Dyneema)

Фото: Justsail

Поліетилен з високим модулем пружності має надзвичайно високу зносостійкість, низький коефіцієнт тертя і високу в'язкість руйнування (низькотемпературна надійність). Сьогодні його вважають найміцнішою волокнистою речовиною у світі. Найдивовижніше в цьому поліетилені те, що він легший за воду і одночасно може зупиняти кулі! Троси та канати з волокон Дайніма не тонуть у воді, не потребують мастила та не змінюють свої властивості при намоканні, що дуже актуально для суднобудування.

17. Титанові метали

Фото: Alchemist-hp (pse-mendelejew.de)

Титанові сплави неймовірно пластичні та демонструють дивовижну міцність під час розтягування. До того ж вони мають високу жароміцність і корозійну стійкість, що робить їх вкрай корисними в таких областях, як авіабудування, ракетобудування, суднобудування, хімічне, харчове та транспортне машинобудування.

16. Сплав Liquidmetal

Фото: pixabay

Розроблений у 2003 році у Каліфорнійському технічному інституті (California Institute of Technology), цей матеріал славиться своєю силою та міцністю. Назва з'єднання асоціюється з чимось тендітним і рідким, але при кімнатній температурівоно насправді надзвичайно тверде, зносостійке, не боїться корозії і при нагріванні трансформується як термопласти. Основними сферами застосування поки що є виготовлення годинників, ключок для гольфу та покриттів. мобільних телефонів(Vertu, iPhone).

15. Наноцелюлоза

Фото: pixabay

Наноцелюлозу виділяють з деревного волокна, і вона є новим видом дерев'яного матеріалу, який міцніше навіть стали! До того ж наноцелюлоза ще й дешевша. Інновація має великий потенціал і в майбутньому може скласти серйозну конкуренцію склу та вуглеволокну. Розробники вважають, що цей матеріал незабаром користуватиметься великим попитому виробництві армійської броні, супергнучких екранів, фільтрів, гнучких батарейок, абсорбуючих аерогелів та біопалива.

14. Зуби равликів виду «морське блюдечко»

Фото: pixabay

Раніше ми вже розповіли вам про ловчу мережу павука Дарвіна, яку колись визнали найміцнішим біологічним матеріалом на планеті. Однак недавнє дослідження показало, що саме морське блюдечко - найбільш міцна з відомих науці біологічних субстанцій. Так-так, ці зубки міцніші за павутиння Caerostris darwini. І це не дивно, адже крихітні морські створіння харчуються водоростями, що ростуть на поверхні суворих скель, і щоб відокремити їжу від гірської породи, цим звіряткам доводиться попрацювати. Вчені вважають, що в майбутньому ми зможемо використати приклад волокнистої структури зубів морських блюдечок у машинобудівній промисловості та почнемо будувати автомобілі, човни і навіть повітряні суднапідвищеної міцності, надихнувшись прикладом простих равликів.

13. Мартенситно-старіюча сталь

Фото: pixabay

Мартенситно-старіюча сталь - це високоміцний і високолегований сплав, що має чудову пластичність і в'язкість. Матеріал широко поширений у ракетобудуванні та використовується для виготовлення різноманітних інструментів.

12. Осмій

Фото: Periodictableru / www.periodictable.ru

Осмій – неймовірно щільний елемент, і завдяки своїй твердості та високій температурі плавлення він важко піддається механічної обробки. Саме тому осмій використовують там, де довговічність та міцність цінуються найбільше. Сплави з осмієм зустрічаються в електричних контактах, ракетобудуванні, військових снарядах, хірургічних імплантатах та застосовуються ще в багатьох інших областях.

11. Кевлар

Фото: wikimedia commons

Кевлар - це високоміцне волокно, яке можна зустріти в автомобільних шинах, гальмівних колодках, кабелях, протезно-ортопедичних виробах, бронежилетах, тканинах захисного одягу, суднобудуванні та в деталях безпілотних літальних апаратів. Матеріал став практично синонімом міцності і є видом пластику з неймовірно високою міцністю і еластичністю. Межа міцності кевлару у 8 разів вища, ніж у сталевого дроту, а плавитися він починає при температурі 450℃.

10. Надвисокомолекулярний поліетилен високої щільності, марка волокон "Спектра" (Spectra)

Фото: Tomas Castelazo, www.tomascastelazo.com / Wikimedia Commons

СВМПЕ – це насправді дуже міцний пластик. Спектра, марка СВМПЭ, – це своє чергу легке волокно високої зносостійкості, вдесятеро перевищує за цим показником сталь. Як і кевлар, спектра використовується у виготовленні бронежилетів та захисних шоломів. Поряд з СВМПЕ марки дайним спектра популярна в суднобудуванні та транспортній промисловості.

9. Графен

Фото: pixabay

Графен – це алотропна модифікаціявуглецю, і його кристалічна решітка товщиною всього в один атом настільки міцна, що вона в 200 разів твердіша за сталі. Графен на вигляд схожий на харчову плівку, але порвати його - практично непосильне завдання. Щоб пробити графеновий лист наскрізь, вам доведеться встромити в нього олівець, на якому повинен буде балансувати вантаж вагою з цілий шкільний автобус. Успіхів!

8. Папір із вуглецевих нанотрубок

Фото: pixabay

Завдяки нанотехнологіям вченим вдалося зробити папір, який у 50 тисяч разів тонший за людське волосся. Листи з вуглецевих нанотрубок в 10 разів легше стали, але найдивовижніше те, що по міцності вони перевищують у 500 разів! Макроскопічні пластини з нанотрубок найбільш перспективні виготовлення електродів суперконденсаторів.

7. Металеві мікрорешітки

Фото: pixabay

Перед вами найлегший у світі метал! Металева мікрорешітка – це синтетичний пористий матеріал, який у 100 разів легший за пінопласт. Але нехай його зовнішній виглядне вводить вас в оману, адже ці мікрорешітки заодно і неймовірно міцні, завдяки чому вони мають великий потенціал для використання у всіляких інженерних галузях. З них можна виготовляти чудові амортизатори та теплові ізолятори, а дивовижна здатність цього металу стискатися та повертатися у свій первісний стан дозволяє використовувати його для накопичення енергії. Металеві мікрорешітки також активно застосовуються у виробництві різних деталей для літальних апаратів американської компанії Boeing.

6. Вуглецеві нанотрубки

Фото: User Mstroeck / en.wikipedia

Вище ми вже розповідали про надміцні макроскопічні пластини з вуглецевих нанотрубок. Але що це за матеріал такий? Насправді це згорнуті в трубку графенові поверхні (9-ий пункт). В результаті виходить неймовірно легкий, пружний та міцний матеріал широкого спектру застосування.

5. Аерограф

Фото: wikimedia commons

Відомий також як графеновий аерогель, цей матеріал надзвичайно легкий та міцний одночасно. У новому вигляді гелю рідка фаза повністю замінена на газоподібну, і він відрізняється сенсаційною твердістю, жароміцністю, низькою щільністю та низькою теплопровідністю. Неймовірно, але графеновий аерогель у 7 разів легший за повітря! Унікальне з'єднання здатне відновлювати свою початкову форму навіть після 90% стиснення і може вбирати таку кількість олії, яка в 900 разів перевищує вагу використовуваного для абсорбції аерографену. Можливо, у майбутньому цей клас матеріалів допоможе у боротьбі з такими екологічними катастрофами як розливи нафти.

4. Матеріал без назви, розробка Массачусетського технологічного інституту (MIT)

Фото: pixabay

Поки ви читаєте ці рядки, команда вчених із MIT працює над удосконаленням властивостей графену. Дослідники заявили, що їм уже вдалося перетворити двовимірну структуру цього матеріалу на тривимірну. Нова графенова субстанція ще не отримала своєї назви, але вже відомо, що її щільність у 20 разів менша, ніж у сталі, а її міцність у 10 разів вище за аналогічну характеристику сталі.

3. Карбін

Фото: Smokefoot

Хоча це і всього лише лінійні ланцюжки атомів вуглецю, карбін має в 2 рази більш високу межу міцності, ніж графен, і він в 3 рази жорсткіший за алмаз!

2. Нітрид бору вюрцитної модифікації

Фото: pixabay

Ця нещодавно відкрита природна речовина формується під час вулканічних вивержень, і вона на 18% твердіша за алмази. Втім, алмази воно перевершує ще за низкою інших параметрів. Вюрцитний нітрид бору – одна з усього 2 натуральних субстанцій, виявлених на Землі, яка твердіша за алмаз. Проблема в тому, що таких нітридів у природі дуже мало, тому їх непросто вивчати або застосовувати на практиці.

1. Лонсдейліт

Фото: pixabay

Відомий також як гексагональний алмаз, лонсдейліт складається з атомів вуглецю, але у разі даної модифікації атоми розташовуються дещо інакше. Як і вюрцитний нітрид бору, лонсдейліт - алмаз, що перевершує за твердістю природна субстанція. Причому цей дивовижний мінерал твердіший за алмаз на цілих 58%! Подібно до нітриду бору вюрцитної модифікації, це з'єднання зустрічається вкрай рідко. Іноді лонсдейліт утворюється під час зіткнення із Землею метеоритів, до складу яких входить графіт.

До металів відносять речовини, які мають специфічні, характерні для них властивості. Враховують при цьому високу пластичність та ковкість, а також електропровідність та ще цілу низку параметрів. Який з них найміцніший метал, можна дізнатися з наведених нижче даних.

Про метали в природі

У російську мову слово "метал" прийшло з німецької. З XVI століття воно зустрічається в книгах, щоправда, досить рідко. Надалі, в епоху Петра I, його почали вживати найчастіше, причому тоді слово мало узагальнююче значення «руда, мінерал, метал». І лише у період діяльності М.В. Ломоносова ці поняття було розмежовано.

У природі метали зустрічаються у чистому вигляді досить рідко. В основному вони входять до складу різних руд, а також утворюють всілякі сполуки, такі як сульфіди, оксиди, карбонати та інші. Для того щоб отримати чисті метали, а це дуже важливо для їх застосування надалі, потрібно виділити їх, а потім очистити. При необхідності метали легують - додають спеціальні домішки, з метою зміни їх властивостей. В даний час є поділ на руди чорних металів, які включають до свого складу залізо, та кольорових. До дорогоцінних або шляхетних металів відносять золото, платину та срібло.

Метали є навіть у організмі людини. Кальцій, натрій, магній, мідь, залізо – ось перелік цих речовин, які містяться у найбільшій кількості.

Залежно від подальшого застосування, метали поділяють на групи:

Конструкційні матеріали. Використовують як самі метали, і їх значно поліпшені за властивостями сплави. В даному випадку цінують міцність, непроникність для рідин та газів, однорідність.
Матеріали для інструментів найчастіше мають на увазі робоча частина. Для цього підходять інструментальні сталі та тверді сплави.
Електротехнічні матеріали Такі метали використовують як добрі провідники електрики. Найпоширеніші з них – це мідь та алюміній. А також застосовують як матеріали, що мають високий опір - ніхром та інші.

Найміцніші з металів

Міцністю металів називають їхню здатність чинити опір руйнуванню під дією внутрішніх напруг, які можуть виникати при впливі на ці матеріали зовнішніх сил. Також це властивість конструкції зберігати свої характеристики протягом певного часу.

Багато сплавів досить міцні та стійкі не тільки до фізичних, але й хімічних впливів, до чистих металів вони не належать. Є метали, які можна назвати найміцнішими. Титан, що плавиться при температурі понад 1 941 K (1660±20 °C), уран, що відноситься до радіоактивних металів, тугоплавкий вольфрам, що закипає при температурі не менше 5 828 K (5555 °C). А також інші, що володіють унікальними властивостями та необхідні в процесі виготовлення деталей, інструментів та предметів за самими сучасним технологіям. У п'ятірку найміцніших їх входять метали, властивості яких відомі, їх широко застосовують у різних галузях народного господарстваі використовують у наукових дослідах та розробках.

Зустрічається у молібденових рудах та мідній сировині. Має високу твердість та щільність. Дуже тугоплавкий. Його міцність може бути зменшена навіть під впливом критичних перепадів температур. Широко використовується у багатьох електронних приладівта технічні засоби.

Метал, що відноситься до рідкісноземельних, має сріблясто-сірий відтінок і блискучі, кристалічні утворення на зламах. Цікаво, що кристали берилію на смак дещо солодкуваті, через що його спочатку називали «глюциній», що означає «солодкий». Завдяки цьому металу з'явилася нова технологія, яку використовують у синтезі штучного каміння - смарагдів, аквамаринів, для потреб ювелірної промисловості. Берилій був відкритий щодо властивостей берила - напівдорогоцінного каменю. У 1828 р. німецьким ученим Ф. Веллером було отримано металевий берилій. Він не взаємодіє з рентгенівським випромінюванням, отже його активно використовують для створення спеціальних приладів. Крім того, сплави берилію застосовуються у виготовленні нейтронних відбивачів та сповільнювачів для встановлення в ядерному реакторі. Його вогнетривкі та антикорозійні властивості, висока теплопровідність роблять його незамінним елементом для створення сплавів, що використовуються в літакобудуванні та аерокосмічній промисловості.

Цей метал було відкрито біля середнього Уралу. Про нього написав М.В. Ломоносов у своїй роботі «Перші основи металургії» у 1763 році. Є дуже поширеним, його найвідоміші та великі родовища розташовані в ПАР, Казахстані та Росії (Урал). Зміст цього металу у рудах сильно коливається. Його колір світло-блакитний, з відливом. У чистому вигляді дуже тверда і досить добре обробляється. Він є важливим компонентом для створення легованих сталей, особливо нержавіючих, застосовується в гальваніці та авіакосмічній промисловості. Його сплав із залізом, ферохром необхідний для металорізальних інструментів.

Цей метал відноситься до цінних, тому що його властивості лише не набагато нижче, ніж у шляхетних металів. Він має сильну стійкість до різних кислот, не схильний до корозії. Тантал застосовується в різних конструкціях та з'єднаннях, для виготовлення виробів складної форми та як основа для виробництва оцтової та фосфорної кислот. Метал використовують у медицині, оскільки його можна поєднати з тканинами людини. Жароміцного сплаву танталу і вольфраму потребує ракетна галузь, адже він може витримати температуру в 2 500 °C. Конденсатори з танталу встановлюють на радарні апарати, застосовують у електронних системахяк передавачі.

Одним із найміцніших металів у світі вважається іридій. Метал сріблястого кольору дуже твердий. Його відносять до металів платинової групи. Він важко піддається обробці і до того ж тугоплавкий. Іридій практично не вступає у взаємодію Космосу з їдкими речовинами. Застосовують його у багатьох галузях. У тому числі й у ювелірній справі, медичній та хімічній промисловостях. Значно покращує стійкість вольфрамових, хромових та титанових сполук по відношенню до кислих середовищ. Чистий іридій не є токсичним матеріалом, але окремі сполуки можуть бути .

Незважаючи на те, що багато металів мають гідні характеристики, точно вказати, який саме найміцніший метал у світі, досить складно. Для цього вивчають усі їхні параметри, відповідно до різних аналітичними системами. Але в даний час усі вчені стверджують, що перше місце за міцністю впевнено посідає іридій.

Якщо під міцністю прийнято розуміти здатність твердих тіл протистояти руйнуванню та зберігати форму виробу, то до надміцних та міцних металів можна віднести такі метали.

Назва титан було присвоєно Мартіном Клапротом, німецьким дослідником, який відкрив новий метал не за його хімічними якостями, а на честь міфологічних героївдітей землі – титанів.

Знаходження титану в природі стоїть на 10 місці, найбільше він концентрується в мінералах. Без цього металу неможливі були нові відкриття у сфері ракето-, корабле- і авіабудуванні. Титан використовують у всіх галузях промисловості, при виготовленні медичних імплантів та бронежилетів з харчової промисловостіта сільському господарстві.

2 місце

Світло - сірий вольфрам , дослівно перекладається, як вовчі вершки, є тугоплавким металом, тому він незамінний при виготовленні жаростійких поверхонь і виробів. Нитка розжарювання у звичайній лампочці зроблена з вольфрамової нитки.

Той метал використовують у балістичних ракетах, при виготовленні снарядів та куль, у гіроскопічних надшвидкісних роторах.

3 місце

Тантал практично неможливо видозмінити, адже він починає плавитися за температури 3015 градусів за Цельсієм, а закипає при температурі кипіння в 5300 градусів. Звичайній людинітаку спеку навіть уявити неможливо. Синьо-сірий метал є незамінним у сучасній медицині, з нього виготовляють дріт і листи, якими закривають пошкоджені кістки.

Відкритий у 1817 році молібден, сіро-сталевий метал у чистому вигляді практично не зустрічається. Вражає тугоплавкість цього металу, температура плавлення якого перевищує 2620 градусів. Найбільше застосування молібден знайшов у військової промисловості, де виготовляються гарматні та броньові сталі.

5 місце

Авіа - і машинобудування, ядерна енергетика та космонавтика використовують ніобійдуже схожий за своїми властивостями на тантал метал. На ніобій практично не діють жодні речовини, ні солі, ні кислоти, він важко плавиться, і важко окислюється, що й зроблено унікальний метал таким затребуваним.

6 місце

Самий важкий метална землі іридій має найстійкіші антикорозійні властивості, його не може розплавити навіть царська горілка. Додавання іридію до інших сплавів підвищує їх здатність протистояти корозії.

7 місце

Берилій є одним із рідкісних металів, які видобуваються в землі. Його унікальні якості, такі як висока теплопровідність та вогнетривкість, зробили цей метал незамінним при виготовленні. ядерних реакторів. Берилієві сплави по праву займають провідне місцев аерокосмічній та авіаційній промисловості.

8 місце

Світло – блакитний хром , який є також одним із найміцніших металів, завдяки своїм унікальним властивостям при додаванні до сплавів сталей робить їх більш твердими та корозійностійкими. Хромовані деталі мають гарний зовнішній вигляд, який не змінюється з часом.

9 місце

Саксонці дбайливо ставляться до своїх легенд, ім'я героя однієї з них Кобольда було увічнено у назві металу – кобальту . Дуже часто при добуванні руди шукачі сіро-рожевий метал приймали за срібло.

Тугоплавкий метал, як добавка, підвищує жароміцність, твердість та зносостійкість сталі. Завдяки унікальним якостям кобальт незамінний у металорізальних верстатах.

Гафній - Унікальний за своїми якостями метал світло-сірого кольору видобувається з цирконієвої руди. Твердий, тугоплавкий гафній має унікальну особливість, річ у тому, що його темплоємнісна залежність аномальна і не підпадає не під якісь закони фізики.

Гафній використовують у атомної енергетикиі в оптиці, для зміцнення різних сплавів та виготовлення скла для рентгена, без нього важко уявити військове виробництво.

Скло з металу

Фахівцями каліфорнійського інституту технологій отримано унікальний за своїми властивостями матеріал – це найміцніший сплав на сьогоднішній день – «металеве скло». Унікальність нового сплаву в тому, що металеве скло виготовлене з металу, але має внутрішню структуру скла. Сьогодні вчені з'ясовують, що саме надає сплаву таких незвичайних властивостей і яким чином їх можна буде впровадити в сплави з менш дорогих матеріалів.

Аморфна структура скла, на відміну від кристалічної структури металу, не захищена від поширення тріщин, чим пояснюється крихкість скла. Цим же недоліком володіють і металеві стекла, які також досить легко руйнуються, утворюючи зсувні смуги, що переростають у тріщини.

Властивості сплаву

Фахівцями каліфорнійського інституту було помічено, що поява великої кількості зсувних смуг дає високу протидію розвитку тріщин, завдяки чому досягається зворотний ефект: матеріал згинається, не руйнуючись. Саме такий матеріал, енергія вироблення зсувних смуг якого набагато менше енергії, яка потрібна для перетворення їх на тріщини, вони й створили. "Змішуючи п'ять елементів, ми домагалися того, що при охолодженні матеріал "не знає", яку структуру прийняти, і вибирає аморфну", - пояснив учасник дослідження Р. Рітчі.

Металеве скло

Найміцніший сплав – металеве скло – складається з благородного паладію, кремнію, фосфору, германію з невеликим додаванням срібла (формула: Pd79Ag3,5P6Si9,5Ge2).

Новий сплав показав себе в тестах як поєднання взаємовиключних властивостей - сили та витривалості на рівні, що раніше не помічена в будь-якому іншому матеріалі. В результаті, нове металеве скло поєднує твердість, властиву стеклам, з опором розвитку тріщин, характерним для металів. Причому рівень жорсткості та міцності знаходиться в межах досяжності.

Використання матеріалу

Для конструкційного металу проведене дослідження значно відсунуло межі переносимості навантажень. Але, за прогнозами вчених, широке застосування найміцніший сплав, зважаючи на рідкість і дорожнечу основного його компонента – паладію, може й не знайти. Тим не менш, розробники повідомили про можливе використання даного матеріалу в медичних імплантатах (наприклад, для внутрішньощелепних протезів), а також як деталі в автомобільній або аерокосмічній галузі.

Наш світ сповнений дивовижних фактів, які цікаві безлічі людей. Не виняток і властивості різних металів. Серед цих елементів, яких у світі налічується 94, є пластичні і ковкі, є також з високою електропровідністю або з великим коефіцієнтом опору. У цій статті йдеться про найтвердіші метали, а також про їх унікальні властивості.

Першість у переліку металів, що відрізняються найбільшою твердістю, займає іридій. Його відкрив на початку XIX століття хімік із Англії Смітсон Теннант. Іридій має такі фізичні властивості:

має сріблясто-білий колір;
температура його плавлення - 2466 про;
температура кипіння – 4428 про;
опір - 5,3 · 10-8 Ом · м.

Оскільки іридій є найтвердішим металом на планеті, він важко піддається обробці. Але його все ж таки застосовують у різних промислових сферах. Наприклад, з нього виготовляються невеликі кульки, які використовуються в пір'ї для ручок. З іридію виготовляють комплектуючі до космічних ракет, деякі деталі для автомобілів та інше.

У природі трапляється дуже мало іридію. Знахідки цього металу є своєрідним свідченням того, що в місці, де він був виявлений, падали метеорити. Ці космічні тіла містять значну кількість металу. Вчені вважають, що наша планета також багата на іридій, але його поклади знаходяться ближче до ядра Землі.

Друга позиція у нашому списку дістається рутенію. Відкриття цього інертного металу сріблястого кольору належить російському хіміку Карлу Клаусу, зробленому 1844 року. Цей елемент відноситься до платинової групи. Він рідкісний метал. Науковцям вдалося встановити, що всього на планеті є приблизно 5 тис. тонн рутенію. На рік вдається видобути приблизно 18 тонн металу.

Через обмежену кількість і високу вартість рутеній рідко застосовується в промисловості. Його використовують у таких випадках:

його невелику кількість додають титан, щоб поліпшити корозійні властивості;
з його сплаву з платиною роблять електричні контакти, що відрізняються високою стійкістю;
рутений часто використовують як каталізатор для хімічних реакцій.

Відкритому в 1802 р. металу, названому танталом, дістається третє місце в нашому списку. Його виявив шведський хімік А. Г. Екеберг. Довгий час вважалося, що тантал тотожний ніобію. Але німецькому хіміку Генріху Розі вдалося довести, що це два різні елементи. Виділити тантал у чистому вигляді зміг вчений Вернер Болтон із Німеччини у 1922 році. Це дуже рідкісний метал. Найбільше покладів танталової руди було виявлено у Західній Австралії.

Завдяки своїм унікальним властивостям тантал є дуже затребуваним металом. Він застосовується у різних сферах:

у медицині з танталу виготовляють дріт та інші елементи, які можуть скріплювати тканини та навіть виступати замінником кістки;
сплави з цим металом стійкі до агресивного середовища, завдяки чому вони використовуються при виготовленні авіакосмічної техніки та електроніки;
тантал також застосовують створення енергії в атомних реакторах;
елемент широко застосовується в хімічної промисловості.

Одним із найтвердіших металів є і хром. Його відкрили у Росії 1763 року у родовищі Північного Уралу. Він має блакитно-білий колір, хоча трапляються випадки, що його вважають чорним металом. Хром не можна назвати рідкісним металом. Його покладами багаті такі країни:

Казахстан;
Росія;
Мадагаскар;
Зимбабве.

Родовища хрому є й інших державах. Цей метал широко застосовується у різних галузях металургії, науки, машинобудування та інших.

П'ята позиція у списку найтвердіших металів дісталася берилію. Його відкриття належить хіміку Луї Нікола Воклену із Франції, яке було зроблено у 1798 році. Цей метал має сріблясто-білий колір. Незважаючи на свою твердість, берилій є крихким матеріалом, що ускладнює його обробку. Його застосовують для створення високоякісних гучномовців. Він застосовується для створення реактивного палива, вогнетривких матеріалів. Метал широко використовується при створенні аерокосмічної техніки та лазерних установок. Він також застосовується в атомній енергетиці та при виготовленні рентгенотехніки.

До списку найтвердіших металів також входить осмій. Він є елементом, що входить до платинової групи, і за своїми властивостями схожий на іридій. Цей тугоплавкий метал стійкий до впливів агресивного середовища, мають велику щільність і погано піддається обробці. Відкрив його вчений Смітсон Теннант з Англії у 1803 році. Цей метал широко застосовується у медицині. З нього виготовлені елементи електрокардіостимуляторів, він також застосовується при створенні легеневого клапана стовбура. Він широко застосовується також у хімічній промисловості та у військових цілях.

Перехідному сріблястому металу ренію дістається сьома позиція у нашому списку. Припущення про існування цього елемента було зроблено Д. І. Менделєєвим у 1871 році, а відкрити його вдалося хімікам з Німеччини у 1925 році. Вже через 5 років після цього вдалося налагодити видобуток цього рідкісного, міцного та тугоплавкого металу. На той час протягом року вдавалося отримати 120 кг ренію. Наразі кількість щорічного видобутку металу збільшилася до 40 тонн. Він застосовується для каталізаторів. З нього також виготовляють електричні контакти, здатні самоочищатися.

Сріблясто-сірий вольфрам є не лише одним з найбільш твердих металів, він також лідирує за тугоплавкістю. Його вдається розплавити тільки при температурі 3422 о С. Завдяки такій властивості він використовується для створення елементів розжарювання. Сплави з цього елемента мають високу міцність і часто застосовуються у військових цілях. Вольфрам також використовується для виробництва хірургічних інструментів. З нього також виготовляють контейнери, в яких зберігають радіоактивні матеріали.

Одним із найбільш твердих металів є уран. Його відкрив у 1840 році хімік Пеліго. Великий внесок у вивчення властивостей цього металу зробив Д. І. Менделєєв. Радіоактивні властивості урану було виявлено вченим А. А. Беккерелем у 1896 році. Тоді хімік із Франції виявлені випромінювання металу назвав променями Беккереля. Уран часто зустрічається у природі. Країнами, що мають найбільші родовища уранової руди, є Австралія, Казахстан та Росія.

Заключне місце у десятці твердих металів дістається титану. Вперше цей елемент у чистому вигляді вдалося здобути хіміку Й. Я. Берцеліуса зі Швеції в 1825 році. Титан є легким металом сріблясто-білого кольору, який відрізняється високою міцністю та стійкістю до корозії та механічних впливів. Сплави з титану застосовуються у багатьох галузях машинобудування, медицини та хімічної промисловості.