Kõige läbitungimatum metall. Kõige vastupidavam metall. Kõrge tugevusega metallid. Kõige kõvem puhas metall
Metallist valmistatud klaas
California Tehnoloogiainstituudi spetsialistid on saanud materjali, mis on oma omaduste poolest ainulaadne - see on seni tugevaim sulam - "metallklaas". Uue sulami ainulaadsus seisneb selles, et metallklaas on valmistatud metallist, kuid sellel on klaasi sisemine struktuur. Täna selgitavad teadlased välja, mis täpselt annab sulamile sellised ebatavalised omadused ja kuidas saab neid lisada odavamatest materjalidest valmistatud sulamitesse.
Klaasi amorfne struktuur, erinevalt metalli kristalsest struktuurist, ei ole kaitstud pragude levimise eest, mis seletab klaasi haprust. Sama miinus on ka metallklaasidel, mis samuti purunevad üsna kergesti, moodustades nihkeribasid, mis arenevad pragudeks.
Sulami omadused
California instituudi spetsialistid märkasid, et suure hulga nihkeribade ilmumine tagab suure vastupidavuse pragude tekkele, mille tõttu saavutatakse vastupidine efekt: materjal paindub kokku varisemata. Nad lõid just selle materjali, nihkeribade tootmise energia, mis on palju väiksem kui nende pragudeks muutmiseks kuluv energia. "Viie elemendi segamisega tagasime, et jahutades materjal "ei tea", millist struktuuri kasutada, ja valib amorfse, " selgitas uuringus osaleja R. Ritchie.
Metallist klaas
Kõige vastupidavam sulam – metallklaas – koosneb väärispallaadiumist, ränist, fosforist, germaaniumist väikese hõbedalisandiga (valem: Pd79Ag3.5P6Si9.5Ge2).
Uus sulam näitas end testides üksteist välistavate omaduste kombinatsioonina – tugevus ja vastupidavus tasemel, mida pole varem üheski teises materjalis nähtud. Selle tulemusena ühendab uus metallklaas klaasi kõvaduse ja metallide pragunemiskindluse. Lisaks on jäikuse ja tugevuse tase käeulatuses.
Materjali kasutamine
Konstruktsioonimetalli puhul on läbiviidud uuringud koormustaluvuse piire oluliselt nihutanud. Kuid teadlaste prognooside kohaselt ei pruugi kõige vastupidavamat sulamit laialdaselt kasutada selle põhikomponendi, pallaadiumi, harulduse ja kõrge hinna tõttu. Kuid arendajad on teatanud selle materjali võimalikust kasutamisest meditsiinilistes implantaatides (näiteks intramaksillaarproteesides), samuti osades auto- või kosmosetööstuses.
Titani avastasid 18. sajandi lõpus sõltumatud teadlased Inglismaalt ja Saksamaalt. Elementide perioodilisuse tabelis D.I. Mendelejev asus 4. rühmas aatomnumbriga 22. Üsna pikka aega ei näinud teadlased titaanis väljavaateid, kuna see oli väga habras. Kuid 1925. aastal suutsid Hollandi teadlased I. de Boer ja A. Van Arkel saada laboris puhast titaani, millest sai tõeline läbimurre kõigis tööstusharudes.
Titaani omadused
Puhas titaan osutus uskumatult tehnoloogiliseks. Sellel on plastilisus, madal tihedus, kõrge eritugevus, korrosioonikindlus, samuti tugevus kõrgete temperatuuridega kokkupuutel. Titaan on kaks korda tugevam kui teras ja kuus korda tugevam. Titaan on ülihelikiirusega lennunduses asendamatu. 20 km kõrgusel arendab see ju kiirust, mis ületab kolm korda helikiiruse. Sel juhul soojeneb lennuki kere temperatuur kuni 300°C. Sellistes tingimustes taluvad ainult titaanisulamid.
Titaanlaastud on tuleoht ja titaanitolm võib üldiselt plahvatada. Plahvatuse ajal võib leekpunkt ulatuda 400°C-ni.
Kõige vastupidavam planeedil
Titaan on nii kerge ja tugev, et selle sulameid kasutatakse lennukikerede ja allveelaevad, soomus- ja tankiraudrüüd ning neid kasutatakse ka tuumatehnoloogias. Selle metalli teine märkimisväärne omadus on selle passiivne toime eluskudedele. Sellest valmistatakse ainult osteoproteese. Poolvääriskivid ja ehted on valmistatud mõnest titaaniühendist.
Keemiatööstus ei jätnud ka titaani järelevalveta. Paljudes agressiivsetes keskkondades metall ei korrodeeru. Titaandioksiidi kasutatakse valge värvi valmistamiseks, plasti ja paberi tootmisel ning toidulisandina E171.
Metalli kõvaduse skaalal on titaan plaatinametallide ja volframi järel teisel kohal.
Jaotus ja varud
Titaan on üsna tavaline metall. Selle näitaja järgi on see kümnendal kohal. Maakoor sisaldab umbes 0,57% titaani. Praegu teavad teadlased üle saja mineraali, mis sisaldavad metalli. Selle maardlad on hajutatud peaaegu üle kogu maailma. Titaani kaevandatakse Hiinas, Lõuna-Aafrikas, Venemaal, Ukrainas, Indias ja Jaapanis.
Edusammud
Teadlased on juba mitu aastat uurinud uut metalli, mida nimetati vedelaks metalliks. See leiutis väidetavalt on uus, kõige vastupidavam metall planeedil. Kuid seda pole veel tahkel kujul saadud.
Tugevus ja tihedus on kõigi praegu teadaolevate keemiliste elementide üks peamisi omadusi. Maailma tugevaimal metallil on hämmastavad omadused ja seda kasutatakse edukalt enamikus erinevatest tööstusharudest inimelu.
Maailma tugevaim metall on titaan. Teadlased ei jõudnud sellele arvamusele kohe pärast selle elemendi avastamist 18. sajandi lõpus. Algul tundus titaan üsna habras, kuid 1925. aastal eraldati see aine puhtal kujul, millest sai tõeline sensatsioon.
Sellel metallil on väga kõrge tugevus, kuid samal ajal suhteliselt madal tihedus. See on 2 korda tugevam kui raud. Paljud inimesed imestavad, miks teras pole nii auväärset tiitlit saanud. Kuid tegelikult pole see metall. See on lihtsalt raual ja süsinikul põhinev sulam.
Titaani ei kasutata praktiliselt kunagi puhtal kujul. Eksperdid on õppinud seda kombineerima teiste elementidega, et vähendada materjali maksumust ja suurendada selle kõige olulisemaid omadusi.
Tänu oma erakordsele tugevusele ja kergusele kasutatakse titaanisulameid meditsiinis, sõjatööstuses, masinaehituses, ehtekunstis. Näiteks valmistatakse sellest kirurgilisi instrumente, proteese ja isegi südameklappe. See metall praktiliselt ei allu korrosioonile. See kinnisvara on kõrgelt hinnatud. Eksperdid leidsid, et patsiendid ei olnud titaanproteeside suhtes allergilised, mistõttu mõnes meditsiinivaldkonnas kasutatakse ainult sellel elemendil põhinevaid sulameid.Teadlased märkisid ka titaani suurt kokkusobivust inimkudedega. Seda ainet kasutatakse laialdaselt ortopeediliste proteeside valmistamisel.
Titaani kasutatakse allveelaevade kerede ehitamisel, samuti kosmosetööstus. Mõned võidusõiduautode osad on valmistatud titaanisulamitest. IN sel juhul On väga oluline, et auto poleks mitte ainult vastupidav, vaid ka suhteliselt kerge. Kaalu vähendamine mõjutab positiivselt võimet kiirendada suurtele kiirustele.
Titaanisulameid kasutatakse ehitustööstuses. Neid kasutatakse mitmesuguste valmistamiseks dekoratiivesemed: vihmaveerennid, mõõnad, katuseharjad. Ehted on valmistatud titaanist. Need tooted on klassifitseeritud kallite ehete alla, kuid paljud neist näevad lihtsalt uhked välja ega kaota oma välimust paljudeks aastateks. Viidi läbi uuringud, tänu millele oli võimalik kindlaks teha, et kirjeldatud metall on inimeste tervisele täiesti ohutu.
Titaan ei ole haruldane element, seda kaevandatakse Venemaal, Indias, Jaapanis, Lõuna-Aafrikas ja Ukrainas. Levimuse poolest on see kõigi metallide seas 10. kohal. Sellel on selle maksumusele väga positiivne mõju. Titaanisulameid saab osta suhteliselt madala hinnaga, mis on väga oluline, kuna mõnes tööstuses kasutatakse seda suurtes kogustes. Ja hind ei mängi materjali valimisel vähimat rolli.
Enamik vastupidav metall maailmas on see titaan. Sellest valmistatakse meditsiiniinstrumendid, -seadmed, aga ka mõned autode, allveelaevade ja lennukite osad. Sellel põhinevad sulamid on tuntud oma korrosioonikindluse ja pikka aega oma omaduste säilitamise poolest.
Lapsepõlvest peale teame, et tugevaim metall on teras. Me seostame sellega kõike raudset.
Raudmees, raudne leedi, terase iseloom. Kui me hääldame neid fraase, peame silmas uskumatut tugevust, tugevust, kõvadust.
Pikka aega oli teras tootmises ja relvastuses peamine materjal. Kuid teras ei ole metall. Täpsemalt pole see täiesti puhas metall. Seda süsinikuga, milles on muid metallilisandeid. Kasutades lisaaineid, nt. muuta selle omadusi. Pärast seda töödeldakse seda. Terase tootmine on terve teadus.
Tugevaim metall saadakse sobivate sulamite sisestamisel terasesse. See võib olla kroom, mis annab kuumakindluse, nikkel, mis muudab terase kõvaks ja elastseks jne.
Mõnes piirkonnas on teras hakanud alumiiniumi asendama. Aeg läks, kiirused kasvasid. Alumiinium ei pidanud ka vastu. Pidin pöörduma titaani poole.
Jah, jah, titaan on kõige tugevam metall. Terase kõrgeks andmiseks tugevusomadused Nad hakkasid sellele titaani lisama.
See avastati 18. sajandil. Hapruse tõttu oli seda võimatu kasutada. Aja jooksul, olles saanud puhta titaani, hakkasid insenerid ja disainerid huvitama selle kõrge eritugevuse, madala tiheduse, korrosioonikindluse ja kõrgete temperatuuride vastu. Selle füüsiline tugevus ületab mitu korda raua tugevuse.
Insenerid hakkasid terasele titaani lisama. Tulemuseks on kõige vastupidavam metall, mis on leidnud rakendust ülikõrge temperatuuriga keskkondades. Sel ajal ei pidanud neile vastu ükski teine sulam.
Kui kujutate ette lennukit lendamas kolm korda kiiremini, kui võite ette kujutada, kuidas kattemetall kuumeneb. Lehtmetall Lennuki nahk soojeneb sellistes tingimustes kuni +3000C.
Tänapäeval kasutatakse titaani piiramatult kõikides tootmisvaldkondades. Need on meditsiin, lennukite tootmine, laevade tootmine.
On selge, et titaan peab lähitulevikus liikuma.
USA teadlased avastasid Austinis asuva Texase ülikooli laborites Maa kõige õhema ja vastupidavama materjali. Nad nimetasid seda grafeeniks.
Kujutage ette plaati, mille paksus on võrdne ühe aatomi paksusega. Kuid selline plaat on tugevam kui teemant ja juhib elektrivoolu sada korda paremini kui ränist valmistatud arvutikiibid.
Grafeen on kahjulike omadustega materjal. See lahkub peagi laborist ja võtab õigusega oma koha universumi kõige vastupidavamate materjalide hulgas.
On isegi võimatu ette kujutada, et jalgpalliväljaku katmiseks piisaks mõnest grammist grafeenist. See on metall. Sellisest materjalist torusid saab paigaldada käsitsi, ilma tõste- ja transpordimehhanisme kasutamata.
Grafeen, nagu teemant, on puhtaim süsinik. Selle paindlikkus on hämmastav. See materjal paindub kergesti, voldib ideaalselt ja rullub ideaalselt.
Puuteekraanide tootjad on juba hakanud seda lähemalt uurima, päikesepaneelid, Mobiiltelefonid ja lõpuks ülikiired arvutikiibid.
Kui üldiselt mõistetakse tugevuse all tahkete ainete võimet seista vastu hävimisele ja säilitada toote kuju, siis ülitugevateks ja vastupidavateks metallideks võib liigitada järgmised metallid.
Nimi titaan omastas Martin Klaproth, saksa teadlane, kes avastas uue metalli mitte selle keemiliste omaduste pärast, vaid maa laste mütoloogiliste kangelaste – titaanide – auks.
Titaani esinemine looduses on 10. kohal, enim on see koondunud mineraalidesse. Ilma selle metallita oleks see võimatu uusimad avastused raketi-, laeva- ja lennukiehituse valdkonnas. Titaani kasutatakse kõigis tööstusharudes, meditsiiniliste implantaatide ja soomusvestide valmistamisel Toidutööstus ja põllumajandus.
2. koht 
Helehall volfram , sõna-sõnalt tõlgitud hundikreemina, on kõige tulekindlam metall, mistõttu on see kuumakindlate pindade ja toodete valmistamisel asendamatu. Tavalise lambipirni hõõgniit on valmistatud volframniidist.
Seda metalli kasutatakse ballistilistes rakettides, mürskude ja kuulide valmistamisel ning güroskoopilistes kiiretes rootorites.
3. koht 
Tantaal Seda on peaaegu võimatu muuta, kuna see hakkab sulama temperatuuril 3015 kraadi Celsiuse järgi ja keeb keemistemperatuuril 5300 kraadi. Tavainimesel on võimatu sellist kuumust ette kujutadagi. Sinakashall metall on tänapäeva meditsiinis asendamatuim, sellest valmistatakse traati ja lehti kahjustatud luude katmiseks.
Avatud 1817. aastal molübdeen, terashalli metalli puhtal kujul praktiliselt ei leidu. Hämmastav on selle metalli tulekindlus, mille sulamistemperatuur ületab 2620 kraadi. Molübdeen on leidnud oma suurima kasutuse sõjatööstuses, kus valmistatakse relva- ja soomusteraseid.
5. koht 
Lennundus ja masinaehitus, tuumaenergia ja astronautika kasutamine nioobium, metall, mis on oma omadustelt väga sarnane tantaaliga. Nioobiumit praktiliselt ei mõjuta ükski aine, ei soolad ega happed, see on raskesti sulav ja raskesti oksüdeeruv, mistõttu on unikaalne metall nii nõutud.
6. koht 
Raskeim metall maa peal iriidium Sellel on kõige vastupidavamad korrosioonivastased omadused, isegi aqua regia ei suuda seda sulatada. Iriidiumi lisamine teistele sulamitele suurendab nende korrosioonikindlust.
7. koht 
Berüllium on üks haruldasi metalle, mida maa sees kaevandatakse. Selle ainulaadsed omadused, nagu kõrge soojusjuhtivus ja tulekindlus, muutsid selle metalli valmistamisel asendamatuks. tuumareaktorid. Berülliumi sulamid hõivavad õigustatult juhtiva koha lennundus- ja lennundustööstuses.
8. koht 
Helesinine kroom , mis on ka üks tugevamaid metalle, muudab oma ainulaadsete omaduste tõttu terasesulamitele lisatuna need kõvemaks ja korrosioonikindlamaks. Kroomitud osad on ilusad välimus, mis aja jooksul ei muutu.
9. koht 
Saksid suhtuvad oma legendidesse ettevaatlikult, metalli nimesse jäädvustati neist ühe kangelase Koboldi nimi - koobalt . Väga sageli pidasid otsijad maagi kaevandamisel hallikasroosa metalli hõbedaks.
Tulekindel metall lisandina suurendab terase kuumakindlust, kõvadust ja kulumiskindlust. Tänu oma ainulaadsetele omadustele on koobalt metallilõikamismasinates asendamatu.
Hafnium – tsirkooniumimaagist kaevandatakse ainulaadsete omadustega helehall metall. Tahkel, tulekindlal hafniumil on ainulaadne omadus; tõsiasi on see, et selle sõltuvus temperatuurist on ebanormaalne ja ei kuulu ühegi füüsikaseaduse alla.
Hafniumi kasutatakse tuumaenergia ja optikas erinevate sulamite tugevdamiseks ja röntgenikiirguse klaasi valmistamiseks, ilma selleta on raske ette kujutada sõjalist tootmist.
