Самый легкий и самый прочный металл – Самые прочные металлы в мире: топ-10

Содержание

Самый легкий и самый прочный металл – Самые прочные металлы в мире: топ-10

Наш мир полон удивительных фактов, которые интересны множеству людей. Не являются исключением и свойства различных металлов. Среди этих элементов, которых в мире насчитывается 94, есть самые пластичные и ковкие, есть также с высокой электропроводностью или с большим коэффициентом сопротивления. В этой статье речь пойдет о самых твердых металлах, а также об их уникальных свойствах.

Иридий

Первенство в перечне металлов, отличающихся наибольшей твердостью, занимает иридий. Его открыл в начале XIX века химик из Англии Смитсон Теннант. Иридий обладает следующими физическими свойствами:

  • имеет серебристо-белый цвет;
  • температура его плавления – 2466 оС;
  • температура кипения – 4428 оС;
  • сопротивление – 5,3·10−8Ом·м.

Поскольку иридий является твердейшим металлом на планете, он с трудом поддается обработке. Но его все же применяют в различных промышленных сферах. К примеру, из него изготавливаются небольшие шарики, которые используются в перьях для ручек. Из иридия изготавливают комплектующие к космическим ракетам, некоторые детали для автомобилей и другое.

Иридий

В природе встречается очень мало иридия. Находки этого металла являются своего рода свидетельством того, что в месте, где он был обнаружен, падали метеориты. Эти космические тела содержат значительное количество металла. Ученые полагают, что наша планета также богата иридием, но его залежи находятся ближе к ядру Земли.



Рутений

Вторая позиция в нашем списке достается рутению. Открытие этого инертного металла серебристого цвета принадлежит русскому химику Карлу Клаусу, которое было сделано в 1844 году. Этот элемент относится к платиновой группе. Он является редким металлом. Ученым удалось установить, что всего на планете имеется примерно 5 тыс. тонн рутения. В год удается добыть примерно 18 тонн металла.

Рутений

Из-за ограниченного количества и высокой стоимости рутений редко применяется в промышленности. Его используют в следующих случаях:

  • его небольшое количество добавляют в титан, чтобы улучшить коррозийные свойства;
  • из его сплава с платиной делают электрические контакты, отличающиеся высокой стойкостью;
  • рутений часто используют в качестве катализатора для химических реакций.

Топ 10 прочнейших металлов в мире.

Сталь это сплав железа и углерода, так же в стиле есть небольшое количества марганца, кремния, фосфора серы и кислорода. Из-за своей прочности и цены, сталь используют в кораблестроении, изготовлении инструментов, автомобилях, приборах, оружии и многом другом, поэтому его называют самым важным в мире инженерным и строительным материалом.
Считается, что железо является десятым наиболее распространенным элементом во вселенной, который существует в четырех различных кристаллических формах. Кроме того, это обычный и недорогой металл, который часто встречается в черном цвете. Он притягивается магнитами и используется при производстве стали и может заржаветь при влажном воздухе. На сегодняшний день это наиболее широко используемый металл, включая 95% всего тоннажа металла, производимого в мире. Начиная с контейнеров для пищевых продуктов и заканчивая личными автомобилями, отвертками и стиральными машинами, от грузовых судов до бумажных скоб. Основными районами добычи являются Китай, Бразилия, Австралия, Россия и Украина.

Лютеций

Под воздействием воды цирконий не поддается окислению, как многие металлы, а покрывается нерастворимой пленкой, предохраняющей его от коррозии. Компактный цирконий металл фото отличается высокой жаростойкостью, устойчивостью к воздействию аммиака, кислот, щелочей, хорошо задерживает радиацию.

Он используется в нескольких сплавах, в промышленности в качестве катализатора. В свое время он широко использовался для изготовления перьев высококачественных перьевых ручек, игл для компаса, долговечных граммофонных игл и часовых подшипников из-за его чрезвычайной твердости и превосходной устойчивости к коррозии.

Тантал широко используется в авиационных двигателях, электрических устройствах, таких как конденсаторы. Тантал практически невосприимчив к химическому воздействию, поэтому его используют в химической промышленности.

Из тантала и его сплавов изготовляют коррозионно-устойчивую аппаратуру для химической промышленности, фильеры, лабораторную посуду и тигли; теплообменники для ядерно-энергетических систем. В хирургии листы, фольгу и проволоку из тантала используют для скрепления тканей, нервов, наложения швов, изготовления протезов, заменяющих повреждённые части костей (ввиду биологической совместимости). Карбид тантала применяется в производстве твёрдых сплавов.

Основными производственными районами являются Таиланд, Австралия, Конго, Бразилия, Португалия и Канада.

Самый прочный и крепкий металл в мире, наиболее легкие металлы на земле

самые прочные металлы

Титан является высокопрочным материалом, который пользуется широким спросом во многих отраслях. Наиболее распространенной областью применения является авиация. Всему виной удачное сочетание малой массы и высокой прочности. Также свойствами титана является большая удельная прочность, стойкость к физическим воздействиям, температурам и коррозии.



Какой материал на Земле самый прочный?

Если вы любите комиксы (и фильмы) Marvel, то знаете, что во вселенной, созданной Стэном Ли, самым прочным материалом на Земле является металл вибраниум. Из него, в частности, сделан щит Капитана Америки и костюм черной пантеры, в родной стране которого – Ваканде – он и был найден.

В комиксах этот материал существует в нескольких вариантах и встречается в изолированных регионах нашей планеты. Также вибраниум обладает способностью поглощать все колебания в окрестности, включая направленную прямо на него кинетическую энергию (энергию движущегося тела).

В реальности, разумеется, вибраниума не существует, но это не значит, что на Земле нет ни одного материала, способного составить ему конкуренцию. Но какой материал на нашей планете является самым прочным?

Кстати, рука Зимнего солдата тоже сделана из вибраниума

От автомобиля до некоторых электронных приборов в вашем доме – как в природе, так и в лаборатории – современный мир наполнен впечатляющими материалами.

Более того, ученые постоянно ищут новые материалы, которые можно было бы использовать в повседневной жизни, в лабораториях и даже в космосе. Но измерение прочности материала – не равносильно измерению твердости.

Можно подумать, что эти два слова являются синонимами, но для опытного специалиста это далеко не одно и то же.

Прочность материала определяет его устойчивость к деформации, в то время как твердость позволяет узнать легко ли поцарапать материал.

Что такое карбид кремния?

Природный муассанит – очень красивый минерал

Карбид кремния – это неорганическое химическое соединение кремния и углерода. В природе карбид кремния можно найти в чрезвычайно редко встречающемся минерале муассаните. Муассанит в природе можно найти в некоторых типах метеоритов, а также в месторождениях кимберлита и корунда.

Материал используется как имитирующий алмазные вставки в ювелирных украшениях, однако чаще всего карбид кремния используют в автомобильной промышленности, электрических и астрономических приборах.

Важно понимать, что практически любой карбид кремния, который используется в промышленности, является синтетическим.

Природный муассанит впервые был обнаружен в 1893 году Фердинандом Анри Муассаном в виде шестиугольных пластинчатых включений в метеорите Каньон Диабло в Аризоне. Свое название минерал обрел в 1905 году.

Несмотря на то, что на Земле карбид кремния невероятно сложно обнаружить, он широко распространен в космосе.

Так, муассанит присутствует в газовых облаках вокруг звезд, богатых углеродом, а также в первозданных метеоритах.

Еще больше увлекательных статей об удивительных минералах и животных нашей планеты читайте на нашем канале в Яндекс.Дзен

Как и для чего используют титановые сплавы?

Металл получил своё название в честь титанов, персонажей древнегреческой мифологии, детей Геи.

Титановые сплавы – это сплавы, основным компонентом которых является титан (легкий прочный металл серебристого цвета). Титановые сплавы используются во многих отраслях промышленности, включая спортивные автомобили, коммерческие самолеты и ракеты. Титановые сплавы очень устойчивы к коррозии.

Однако из-за дороговизны производства эти материалы используются только в высокотехнологичных отраслях промышленности. По распространенности на Земле титан находится на 10-м месте, содержится в земной коре — 0,57% по массе и в морской воде — 0,001 мг/л. В земной коре титан почти всегда присутствует только в кислородных соединениях. В свободном виде не встречается.

В крупных коренных месторождениях титан встречается в России, США, Казахстане, Китае, Норвегии, Швеции и др.

Паучий шелк – один из самых прочных материалов на Земле

Несмотря на свои удивительные свойства, наткнуться на паутину и особенно в лесу максимально неприятно

На самом деле паучий шелк – один из самых прочных природных материалов на нашей планете. Как вы, вероятно, знаете, пауки используют паутину, чтобы поймать добычу и защитить потомство. Хотя прочность паучьего шелка варьируется от вида к виду, паучий шелк почти так же прочен, как высококачественная сталь.

Согласитесь, это довольно серьезно. Вот почему человек паук из небезызвестной вымышленной вселенной способен так лихо и с пользой использует паучий шелк. Возможно, в будущем паучий шелк будут использовать в качестве мышц для роботов.

Подробнее об этом удивительном предложении ученых читайте в материале Ильи Хеля.

Алмаз – самый твердый природный минерал

Так выглядят бриллианты до того, как их дарят своим возлюбленным

Алмаз является самым твердым известным природным минералом, который когда-либо находили на нашей планете. Еще одним удивительным свойством этого природного минерала является его способность к неограниченно по длительности существованию.

Необходимо отметить, что алмаз –это редкий, но вместе с тем довольно широко распространенный минерал. Промышленные месторождения алмазов встречаются на всех континентах, кроме Антарктиды.

Благодаря различному количеству цветов, алмазы используются в широком спектре отраслей промышленности, включая производство. При этом, несмотря на свою твердость, алмаз очень легко поцарапать – но только другим алмазом.

О происхождении и возрасте алмазов до сих пор нет точных научных данных, хотя согласно результатам некоторых исследований, его возраст может варьироваться от 100 миллионов до 2,5 миллиардов лет.

Чтобы всегда быть в курсе новостей из мира популярной науки и высоких технологий, подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram

Вам будет интересно  Как правильно резать металл болгаркой

Более того, известны метеоритные алмазы внеземного происхождения, так как этот самый твердый природный минерал на Земле также образуется при ударе во время падения крупных метеоритов на нашу планету.

Однако наиболее удивительное свойство алмаз принимает после того, как ученые помещают его в вакуум или оставляют под воздействием инертного газа – при повышенных температурах этот минерал постепенно переходит в графит. Кстати, недавно внутри алмаза был обнаружен новый минерал.

Подробнее об этом удивительном открытии мы вам уже рассказывали.

Почему графен – материал будущего?

Графен – самый тонкий и прочный материал, известный человеку.

Графен – самый прочный материал, известный человеку. Будучи прозрачным, графен состоит из однослойного атома углерода, расположенного в треугольной решетке и является основным структурным элементом древесного угля, графита и углеродных нанотрубок.

По своей прочности графен в 200 раз превосходит сталь. Многообразие химических и физических свойств этого самого прочного материала на Земле обусловлено кристаллической структурой и химической связью атомов углерода, которые и составляют графен.

Используют этот поражающий воображение материал в аэрокосмической и автомобильной промышленности. Конечно графен – не вибраниум, однако вполне способен составить ему конкуренцию, учитывая, что в будущем с помощью графена ученые наверняка совершат огромное количество самых разных открытий.

Так, с помощью этого сверхпрочного и тонкого материала ученые смогут восстанавливать сломанные кости и даже предотвращать переломы.

самые прочные металлы

Голубовато-белый оттенок выделяет хром из общего перечня. Он стойкий к воздействию щелочей и кислот. В природе можно встретить в чистом виде. Хром часто используется для создания различных сплавов, которые в дальнейшем находят применение в области медицины и химического оборудования.

Стоит отметить феррохром – это сплав хрома и железа. Он используется в изготовлении инструментов для резки металлов.

Cамый тяжелый металл в мире: список ТОП 10 элементов в таблице Менделеeва по плотности

Вы знали, что изначально в таблице Менделеева содержалась нулевая группа, в которой наравне с инертными газами стоял эфир? Хотя сегодня не об этом. 10 млн долларов – именно в такую сумму оценивается 1 грамм самого редкого в мире металла калифорния. Второе место по редкости, соответственно, и по цене, занимает осмий.

Кроме того, он еще и самый тяжелый металл в мире, хотя некоторые ученые считают, что эту позицию должен занимать иридий.

Какой металл самый тяжелый?

Чтобы определить, что тяжелее, надо сравнить атомный вес и посмотреть, что обладает более высокой плотностью. По этим показателям на сегодняшний день самыми тяжелыми считаются осмий и уступающий ему на доли кубических сантиметров иридий. Представьте: кубик осмия с восьмисантиметровыми сторонами весит почти 12 кг!

Предлагаю взглянуть на фото самого тяжелого металла:

Самый прочный и крепкий металл в мире, наиболее легкие металлы на земле

Самый прочный и крепкий металл в мире, наиболее легкие металлы на земле

Красавцы, не правда?

Топ-10 самых тяжелых металлов в мире

Предлагаю ознакомиться с элементами согласно их рейтингу.

Тантал

Считается редким и не очень тяжелым металлом, он обладает плотностью 16,65 г/см³. Его используют хирурги – он практически не поддается разрушению и ржавчине, легок в обработке.

Самый прочный и крепкий металл в мире, наиболее легкие металлы на земле

Плотность урана – 19,07 г/см³. Его основное отличие от собратьев – природная радиоактивность.

В процессе трансформации, которые претерпевают атомы урана, вещество превращается в другой излучающий элемент.

Цепочка превращений состоит из 14 этапов, один из них – преобразование в радий, последняя стадия – образование свинца. Правда, для полного перехода урана в свинец понадобится не один миллиард лет.

Самый прочный и крепкий металл в мире, наиболее легкие металлы на земле

Вольфрам

Вольфрам (19,25 г/см³) в шутку называют идеальным кандидатом для подделки золотых слитков. Это самый тугоплавкий материал, температура плавления приближена к фотосфере Солнца – 3422 °C. Поэтому он лучше всего подходит для спиралей в лампах накаливания.

Самый прочный и крепкий металл в мире, наиболее легкие металлы на земле

Золото

Плотность золота – 19,3 г/см³. Мягкое, тягучее, обладающее хорошей тепло- и электрической проводимостью, оно не боится химического воздействия. Золото находится не только на поверхности Земли. В 5 раз больше его содержится в ядре планеты.

Самый прочный и крепкий металл в мире, наиболее легкие металлы на земле

Плутоний

Этот элемент – одна из ступеней радиоактивного преобразования урана. В недрах планеты он тоже есть, но в мизерных количествах. Плотность его составляет 19,7 г/см³. Из-за своей радиоактивности плутоний всегда теплый, при этом плохо проводит ток и тепло.

Самый прочный и крепкий металл в мире, наиболее легкие металлы на земле

Нептуний

Это еще одно детище урана, полученное в ходе ядерных реакций. Плотность – 20,25 грамм на кубический сантиметр. Нептуний довольно мягкий и ковкий материал, который медленно вступает в реакцию с воздухом и водой.

Самый прочный и крепкий металл в мире, наиболее легкие металлы на земле

Рений

Рений – еще один тугоплавкий, ковкий, стойкий к окислению элемент. Температура плавления – 2000 °C. В общей сложности мировые запасы элемента составляют примерно 17 000 тонн. Плотность рения – 21,03 г/см³. Его используют в медицине, ювелирном деле, вакуумной технике, электронных приборах и металлургии.

Самый прочный и крепкий металл в мире, наиболее легкие металлы на земле

Платина

Платина – хоть и не самый тяжелый металл, но довольно близок к этому – 21,45 г/см³. Она используется не только ювелирами, но и хирургами, специалистами в области инвестиций, в химической и стекольной промышленности, автомобильном деле, биомедицине и электронике. Платина исключительно вынослива, а изделия из нее трудно поцарапать. Этот элемент встречается в 30 раз реже золота.

Самый прочный и крепкий металл в мире, наиболее легкие металлы на земле

Осмий

Плотность 22,6 г/см³ – самый тяжелый в мире металл, он твердый, но довольно ломкий. Как его ни нагревай, свой блеск и серо-голубоватый оттенок он не потеряет ни при каких условиях. Его трудно обрабатывать, в основном залегает в местах падения метеоритов.

Иридий

Разница между иридием и осмием по плотности – в сотых частях грамма. Иридий тугоплавкий, относится к редким, драгоценным. Не взаимодействует с кислотами, воздухом и водой. Применяется для контроля сварочных швов, а в палеонтологии и геологии используется в качестве индикатора слоя, сформировавшегося после падения метеорита.

Характеристики самого плотного металла

Ученые сошлись во мнении, что, несмотря на практически одинаковую плотность, иридий совсем чуть-чуть уступает самому тяжелому металлу. Однако полностью физико-химические свойства этих двух элементов пока не изучены.

Редкостью и трудозатратностью добычи обусловлена стоимость осмия – в среднем от $15 000 за грамм. Он внесен в группу платиновых и условно считается благородным, однако название металла противоречит статусу: по-гречески «осме» значит «запах». Из-за высокой химической активности осмий пахнет смесью чеснока или редьки с хлором.

Температура плавления самого тяжелого металла – 3033 °C, а кипит он при 5012 °C.

Застывая из расплава, осмий образует красивые кристаллы с интересным сине- или серебристо-голубым отливом. Но, несмотря на красоту, для изготовления драгоценных аксессуаров он не подходит, так как не обладает свойствами, необходимыми ювелирам: ковкостью и пластичностью.

Элемент ценен только из-за особой прочности. Сплавы, в которые добавляют совсем малые дозы самого тяжелого металла, становятся невероятно износостойкими. Обычно им покрывают узлы, подвергающиеся постоянному трению.

История открытия

1803—1804 годы стали для самого тяжелого металла поворотными: именно в это время его открытие проходило практически в условиях соревнований.

Сначала английский химик Смитсон Теннант и его ассистент Уильям Хайд Уолластон, совершившие не одно важное открытие, обнаружили в процессе эксперимента с платиновыми рудами и азотной и соляной кислотами необычный осадок с характерным запахом и поделились своей находкой с другими.

Далее эстафету перехватили французские ученые Антуан де Фуркруа и Луи-Николя Воклен и на основе предыдущих и своих собственных исследований заявили об обнаружении нового элемента. Название ему дали «птен», что значит «летучий», так как в результате опытов они получали летучий черный дым.

Однако и Теннант не спал: он продолжал свои исследования и не упускал из виду опыты французов. В итоге Смитсон добился более конкретных результатов и в официальном документе, отправленном Лондонскому королевскому обществу, указал, что разделил птен на два родственных элемента: иридий («радуга») и осмий («запах»).

Где применяют

Список сфер применения довольно обширен: авиация, военная и ракетная техника, аэрокосмическая промышленность, медицина. Хотя производители оружия уже задумываются, чем можно заменить самый тяжелый в мире металл, так как осмий слишком трудно обрабатывать.

Почти половина мировых запасов самого тяжелого металла отдана на нужды химической промышленности. Им окрашивают живые ткани под микроскопом, обеспечивая их сохранность. Кроме того, его применяют как краситель при росписи фарфора.

Изотопы самого тяжелого металла используют для изготовления тары для хранения ядерных отходов.

А еще этот элемент используется для изготовления элитных «вечных» авторучек и часов «Ролекс».

Места природного залегания

В чистом виде осмий обнаружить практически нереально. Обычно этот тяжелый элемент встречается в соединении с иридием. Вещество содержится в месторождениях платиновых руд и на месте падения или в самих попавших на Землю метеоритах.

Заключение

Согласитесь, физика и химия за рамками школьной программы безумно интересна? В продолжение темы смотрите видео о самом тяжелом металле:

Иридий

самые прочные металлы

В нашем рейтинге этот металл занимает первую строчку. Он имеет серебристо-белый цвет. Иридий также относится к платиновой группе и имеет наибольшую твердость из вышеперечисленных металлов. В современном мире он применяется очень часто. В основном он добавляется к другим металлам для улучшения их сопротивляемости кислым средам. Сам по себе металл очень дорогой, так как очень плохо распространен в природе.

Сплавы против металлов

Сплавы представляют собой комбинации металлов, и основной причиной их создания является получение более прочного материала. Наиболее важным сплавом является сталь, которая представляет собой комбинацию железа и углерода.

Чем выше прочность сплава — тем лучше. И обычная сталь тут не является «чемпионом». Особенно перспективными представляются металлургам сплавы на основе ванадиевой стали: несколько компаний выпускают варианты с пределом прочности до 5205 МПа.

А самым прочным и твердым из биосовместимых материалов на данный момент является сплав титана с золотом β-Ti3Au.

Когда речь заходит о самом прочном металле в мире, наверняка, многие рисуют в воображении грозного воина в доспехах и с мечом из дамасской стали. Однако сталь далеко не самый крепкий металл в мире, поскольку ее получают посредством сплава железа с углеродом и другими добавками. Самым же твердым из чистых металлов считается титан

! О происхождение названия этого металла существует две различные версии. Одни говорят, что вещество серебристого цвета стали так называть
в честь королевы фей Титании
(из германской мифологии). Ведь кроме того что это очень прочный металл, он еще и поразительно легкий. Другие склоняются к тому, что металл получил свое название благодаря Титанам – сильным и могучим детям богини Земли Геи. Как бы там ни было, обе версии выглядят довольно красиво и поэтично, и имеют право на существование.

Вам будет интересно  Художественная обработка металла

Открыт был титан сразу двумя учеными: германцем М.Г.Клаптором и англичанином У. Грегор. Такое открытие, с разницей в шесть лет, было сделано в конце XVIII века, после чего вещество сразу же добавили в таблицу Менделеева. Там оно заняло 22-й порядковый номер.

Правда, из-за своей хрупкости металл долгое время не использовался. Лишь в 1925 году, пройдя ряд опытов, химикам удалось получить чистый титан, который стал настоящим прорывом в истории человечества. Металл оказался очень технологичным с малой плотностью, высокой удельной прочностью и коррозийной стойкостью, а также высокой прочностью при больших температурах.

По показателям механической прочности титан и в шесть раз прочность алюминия. Вот почему перечень возможного применения титана безграничен. Он применяется в медицине для остепротезирования, в военной промышленности (для создания корпуса подводных лодок, брони в авиации и ядерной техники). Также металл зарекомендовал себя в спортивном и ювелирном деле, производстве мобильных телефонов.

Видео:

К слову, по распространению на земле самый крепкий металл в мире занимает десятую позицию. Его месторождения находятся в , ЮАРе, Китае, Украине, Японии, Индии.

Хотя, судя по последним открытиям в области химии, со временем титану придется отдать титул супер-металла другому представителю. Не так давно ученые изобрели вещество прочнее металла. Это «ликвид-металл», или в перевод – «жидкий». Чудо-вещество успело себя зарекомендовать как нержавеющее и безупречное для литья. И хотя человечеству еще стоит много работать, чтобы научиться сполна использовать новый металл, возможно, будущее будет принадлежать именно ему.

Многих любителей интересных фактов интересует вопрос, какой металл самый твердый? И навскидку ответить на этот вопрос будет непросто. Конечно, любой учитель химии без труда скажет правильно, даже не задумываясь. Но среди рядовых граждан, которые последний раз занимались химией в школе, не многие смогут правильно и быстро дать ответ. Это связано с тем, что все с детства привыкли делать разнообразные игрушки из проволоки и хорошо запомнили, что медь и алюминий мягкие и хорошо поддаются сгибанию, а вот стали наоборот не так просто придать желаемую форму. С тремя названными металлами человек имеет дело чаще всего, поэтому остальные кандидатуры даже не рассматривает. Но сталь, конечно же, не является самым твердым металлом в мире. Справедливости ради стоит отметить, что это вообще не металл в химическом смысле, а соединение железа с углеродом.

10 самых крепких металлов в мире

Самый крепкий металл: 8 критериев отбора + 10 позиций в порядке возрастания прочности материала + физические/химические свойства материалов + их области применения.

samyj-krepkij-metall

Металл – основополагающий элемент современности. Тяжело представить, какой дорожкой пошла бы наша цивилизация, не начав люди выделять из природных ресурсов высокотвердые вещества, относящиеся к группам цветных и черных металлов.

В сегодняшней статье мы рассмотрим, какой самый крепкий металл нынче реально найти в природе + данные последних исследований в области металлических сплавов.

Как определяется самый крепкий металл: вопрос через призму физики

Один из основополагающих вопросов – по какому признаку судить силу металлического вещества. Слово «крепкий» лишь косвенно дает понять, на сколько вещество соответствует представлениям человека в отношении прочности.

Важно: в научных кругах для расчета рейтинга «крепости» металла используется комплекс из 5-7 показателей физических величин. Средние значения в сумме указывают на общий предел прочности металла по отношению к прочим веществам.

Прочность в физике – это способность внутренней структуры элемента противостоять внешнему давлению за счет созданного напряжения. Чем оно выше, тем больше элемент способен противостоять природным/искусственным факторам влияния. Детальнее о параметрах для вычисления «крепости» металла расскажет таблица ниже.

ПараметрОписаниеПопулярность метода (из 5 ★)
Шкала МоосаСпециальная десятибалльная шкала по твердости, в основе которой лежат минералы. Используется для приблизительной оценки твердости путем нанесения царапин. В зависимости от глубины повреждения, делается вывод о количестве присваиваемых баллов элементу. Эталоном абсолютной твердости в таблице считается алмаз с показателем в 1 600 баллов.★★★★
метод ШораЧасто способ называют также методом «отскока». Хорошо себя показывает при исследовании металлических элементов. Суть – измерять высоту отскока бойка от испытуемого образца. Боек перемещается по трубке склерометра, а на его конце размещен мелкий алмаз. Метод не дает сверхточных значений из-за влияния вторичных параметров (толщина материала, шероховатость и так далее), но в промышленности вариант определения твердости металла более чем приемлем.★★★
Метод ВиккерсаОфициально признанный метод определения твердости металлических элементов + их сплавов. Имеется регламентация по ГОСТ 2999-75 и даже ISO 6507. Принцип измерения – вдавить в металл пирамидальной формы шип с алмазным напылением. Углы пирамиды между напротив лежащими гранями на уровне 136 градусов. Ключевыми измерительными показателями является прилагаемое давление и тайминг по выдержке от 12 до 16 секунд.★★★★
Метод РоквеллаОдин из простейших методов просчета твердости металлов и прочих элементов таблицы Менделеева, поддающихся физической обработке. Суть схожа с методов Виккерса – в пластину определённой толщины вдавливается наконечник с алмазной головкой при одинаковом уровне нагрузки. Цифровые приборы Роквелла имеются у 80% технологов, заведующих металлургийными цехами, и отделами, связанными с обработкой черных/цветных металлов.★★★★★
Метод БринелляМетод относится к основным в области физики по отношению к выявлению уровня твердости материалов, в том числе чистых металлов и сплавов. По сути – это еще одна разновидность шкалы вдавливания. Образец подносят к индентору (шарики из сплавов твёрдых металлов), вдавливают на протяжении 3-7 секунд, и удерживают на пиковом значении давления до 15 секунд. После того, как материал убрали, производятся замеры диаметра вогнутой области на месте отпечатка. Расчёты производятся оп одному из 2 способов – восстанавливаемый или невосстанавливаемый отпечаток.★★★★★
Модуль ЮнгаЭто уже не метод, а физическая величина, являющаяся модулем упругости по продольной. То есть, на сколько сильно металлический элемент способен противостоять растяжению/сжатию в процессе деформации упругого типа. Величина измеряется в ньютонах/метр квадратный, либо через Паскали.★★★★
Предел текучестиПараметр относят к механической характеристике по металлическим веществам. Показываемое значение – это напряжение, при котором последующий процесс деформирования протекает без действия внешней нагрузки. Хорошо себя показывает с мягкими металлами. Измеряется в Паскалях.★★★
Предел прочностиЕще одна величина, основанная на механическом напряжении. Показывается пиковая допустимая нагрузка на вещество, после преодоления которой происходит разрушение кристаллической решетки материала. Выделяют 2 классификации предела прочности – статистический/динамический и на сжатие/растяжение.★★★

Основным источником металлов является руда, встречающаяся в природе. Процесс имеет массу технологических особенностей, но, если говорить вкратце, путь твердого химического элемента проходит 3 больших этапа – поиск месторождения, добыча руды, и в конце извлечение металлических частиц с дальнейшей обработкой (плавка, прессовка, химические реакции и так далее).

ТОП-10 самых крепких металлов в мире

Ниже мы проанализируем, какой металл самый крепкий, а также рассмотрим 10 наиболее прочных металлов в чистом виде, найденных в мире. Начнем от самого «слабенького» и доберёмся до лидера прочности в конце статьи. Параллельно обозначим особенности каждого из веществ + расскажем в каких областях те применяются порядком на 2020 год.

1) Тантал

metall-tantal

Распространенность★★ (2.0 из 5.0)Общая привлекательность в промышленности
★★★
3.0
Стоимость★★★★ (4.0 из 5.0)
Применение★★★ (3.0 из 5.0)

В таблице Менделеева именуется как «Та». Внешне – это серебряный + белый оттенок и плотная оксидная плёнка. Открытие металла произошло В 1802 году Экебергом, но в чистом виде вещество смогли получить только спустя 42 года, и сделал это немец Розе. В отношении промышленности, первые шаги в данном направлении были сделаны вообще в 1922 году, а его активное распространение началось в период второй мировой.

Область применения тантала:

  • при создании сплавов с высоким сопротивлением к коррозии и жару;
  • лабораторная посуда и устойчивая к коррозии тех аппаратура в химической промышленности;
  • оборудование для теплообмена для систем ядерной энергетики;
  • хирургические расходники. Проволоку из тантала используют для сшивания нервных тканей;
  • как составляющий элемент криотронов;
  • как декоративный элемент для украшений.

Тантал относят к металлам с низким уровнем распространения в природе. Если брать в качестве точки отсчета земную поверхность, его долевое вхождение в кору земли менее двух миллионных процента – это сказывается и стоимости чистого металла. За один грамм тантала на рынке просят от 250 долларов. Основные физические свойства металла – высокая температура плавления (3000+ градусов) и пластичность (как у золота), хотя по твёрдости у материала конкурентов очень мало.

2) Бериллий

metall-berillij

Распространенность★★★★ (4.0 из 5.0)Общая привлекательность в промышленности
★★★★
4.0
Стоимость★★★★ (4.0 из 5.0)
Применение★★★★ (4.0 из 5.0)

Химический элемент впервые открыт в 1798 году французом Вокленом. Средний показатель по объемам в земной коре – от 4 грамм на одну тонну. Если речь идет о щелочных породах, то его содержание повышается до 70 грамм на тонну. Основными месторождениями бериллия являются территории вблизи вулканов, где тот замещает в магматических породах такой материал, как кремний.

  • твёрдость по Моосу в 5.5 балла;
  • высокая хрупкость;
  • большой модуль упругости;
  • при контакте с воздухом покрывается оксидной пленкой;
  • рекордсмен по звукопроводимости – от 12 500 метров в секунду;
  • низкая реакционная способность.

В 2020 году основными поставщиками бериллия является Америка, Китай и Казахстан. Суммарный показатель добычи всех остальных стран по бериллию менее 1%. Среднегодовой объем добычи металла составляет всего 400 000 килограмм. В России планируется запустить комбинат по добыче данного металла, в том числе, но пока завод находится на стадии разработки, и не факт, что он будет запущен вообще.

Металл хорошо себя зарекомендовал в рентгенотехнике, ядерной энергетике, акустике и даже при разработке аэрокосмической технике. Благодаря высокой проводимости тепла в связке с его прочностью, материал часто используют для изготовления лабораторных тиглей и прочих специализированных компонентов, где требуются перечисленные свойства металла.

3) Уран

metall-uran

Распространенность★★★★ (4.0 из 5.0)Общая привлекательность в промышленности
★★★★
4.0
Стоимость★★★★ (4.0 из 5.0)
Применение★★★★ (4.0 из 5.0)

Уран относят к семейству актиноидов и является слабо реактивным элементом периодической системы Менделеева. Впервые об уране начали говорить всерьёз в 1789 году. В 1840 удалось выделить первый образец чистого вещества, а в 1896 был открыт всем печально известный радиоактивный распад, который послужил дальнейшему применению металла в оружейной сфере.

Физические свойства урана:

  • тяжелый;
  • поверхность глянцевая с серебристо-белым оттенком;
  • в чистом виде имеет меньшую прочность нежели сталь, что делает его более гибким;
  • небольшие парамагнитные свойства;
  • температура плавления от 1 100 градусов.

В химических свойствах мы здесь разбираться не будем, ибо для понимания происходящего придется углубляться в недра атомной энергетики. Только отметим, что основная сфера использования урана в промышленности – это производство ядерного топлива. Изотопы урана могут применяться для синтеза в промышленной медицине, а геологическая ценность – выявление возраста минералов или горных пород.

metall-uran-istochniki

Отмеченные на карте страны сосредотачивают в себе 94% всей добычи урана для промышленных целей. Если по странам, то лидирующие позиции по объемам находятся у Казахстана, Австралии и Канады, а Россия занимает твердое 4-е место.

4) Железо/сталь

metall-zhelezo

Распространенность★★★★★ (5.0 из 5.0)Общая привлекательность в промышленности
★★★★★
5.0
Стоимость★★★★★ (5.0 из 5.0)
Применение★★★★★ (5.0 из 5.0)

Само по себе железо не имеет высокого запаса прочности, но в комбинации с другими металлами, можно получить невероятно прочные соединения. Именно потому мы дописали в оглавлении «/сталь». Известность железа «Fe» пришла к нам еще с древних времен. Металл одним из первых начали использовать в быту древние греки, а это 4 тысячи лет до нашей эры. По содержанию в земной коре, железо является одним из самых распространенных элементов таблицы – 5% в коре, до 12% в мантии и до 90% в ядре.

  • сам по себе пластичен, но сталь может корректироваться в отношении хрупкости у уровня прочности;
  • ярко выраженные магнитные свойства;
  • полиморфизм, обусловленный 4мя кристаллическими модификациями;
  • плавиться металл начинает при 1 500+ градусах, а закипает при 2 850+.

По последним исследованиям американцев, мировые запасы железа составляют почти 180 миллиардов тонн. Крупные месторождения имеются в Бразилии, Австралии, Швеции, Индии, Польше, Украине. На территории России железо копают в Курске. О применении железа можно писать диссертацию. Его доля в рамках всей промышленности составляет 95%. Элемент важен не только в производстве, но и для организма человека – является катализатором для процесса дыхания.

5) Титан

metall-titan

Распространенность★★★★ (4.0 из 5.0)Общая привлекательность в промышленности
★★★★
4.5
Стоимость★★★★★ (5.0 из 5.0)
Применение★★★★ (4.0 из 5.0)

Титан одновременно открыли 2 ученых – англичанин Грегор и немец Клапрот в 1791 году. Впервые в чистом виде металл был получен в 1825 году. Сделал это швед Берцелиус. Промышленное применение металла началось только после 1940 года, когда вышел патент на его восстановление из тетрахлорида.

По распространенности, элемент замыкает 10-ку. В земной коре содержание титана находится на уровне 0.5%. Крупные месторождения титана — это ЮАР, Россия, Украина, Канада и США, но «по мелочи», металл добывают в большинстве развитых стран.

Область применения титана:

  • важный элемент сплавов в авиа –, судо- и ракетостроении;
  • как материал для реакторов, трубопроводов и насосов в химии;
  • броня жилетов и обшивка подлодок – титан;
  • благодаря физиологической инертности металла, титан широко применяется в медицине, при разработке различных протезов и имплантатов;
  • как добавка в легированных сталях.

Средняя стоимость 1 килограмма титана начинается с 6 долларов. Чем чище металл, тем дороже он обойдется. По физическим свойствам – это серебристо-белый металл с температурой плавления в 1 700 градусов. При температурах ниже 70, повышается хрупкость металла. Весьма пластичен, а его прочность сильно зависима от предварительной обработки. По Виккерсу показатель твердости достигает 800 МПа.

6) Рений

metall-renij

Распространенность★★ (2.0 из 5.0)Общая привлекательность в промышленности
★★
2.5
Стоимость★★ (2.0 из 5.0)
Применение★★★ (3.0 из 5.0)

Название металла обусловлено местом его первой добычи – река Рейн в Германии. Элемент относится к списку таковых, что были предсказаны Менделеевым. Официальное открытие рения в чистом виде датировано 1928 годом, а переход на промышленную добычу произошел после 1930 года. Установка добывала порядка 130 килограмм металла за год, и оговоренного объема вполне хватало, чтобы закрыть мировую потребность в данном металле.

  • крайне высокая плотность – 21 грамм на сантиметр кубический;
  • расплавить рений можно только при температурах выше 3 200 Цельсия;
  • точка кипения – 5 600+ градусов, что дает возможность металлу занять твердое 2 место в рейтинге термоустойчивости;
  • относится к тугоплавким металлам;
  • при комнатной температуре обладает хорошей пластичностью;
  • способен выдерживать многократный цикл нагрева-охлаждения без потери прочности.

По распространению, рений является одним из редчайших металлов на земле. Его массовая доля составляет 7*10 в минус 8 степени на всю массу земной коры. Главный источник извлечения металла – молибденовая руда. К слову, в России имеется одно из крупнейших месторождений данного металла с запасами в почти 20 тонн . Однако рений здесь также не чистый, а как составляющая минерала ринита. Цена одного килограмма рения от 1000 до 10 000 долларов. Металл используется в нефтеперерабатывающей промышленности, электротехнике/электронике и как элемент в сплавах в ракетостроении.

7) Хром

metall-hrom

Распространенность★★★★ (4.0 из 5.0)Общая привлекательность в промышленности
★★★★★
3.0
Стоимость★★★★ (4.0 из 5.0)
Применение★★ (2.0 из 5.0)

Нет, это не браузер, а химический элемент из металлов. Шкала Мооса присуждает хрому место в пятерке лучших. Он уступает только бору, вольфраму и конечно же алмазу. Первое упоминание более-менее чистого вещества упоминается в 1797 году, когда француз Воклен смог получить карбид хрома. Одно из важнейших применений хрома в промышленности – хромирование деталей посредством электролитического покрытия.

Физические свойства хрома:

  • металл с голубоватым оттенком и решеткой кубического объёмоцентрированного типа;
  • при температурах ниже 37 градусов, хром становится антиферромагнетиком, а выше – становится парамагнитным веществом;
  • по Моосу твердость хрома оценивается в 8.5 баллов из 10;
  • хром высокой чистоты подвержен механической обработке довольно неплохо;
  • не реагирует с азотными и серными кислотами;
  • при сгорании на температуре 2000+ градусов, образуется зеленоватый порошок – оксид хрома.

Редким в природе хром назвать нельзя. Металл составляет порядка 3 сотых от массы земной коры. В чистом виде он не встречается. Основными соединениями в природе является хромит и крокоит. Крупнейшее месторождение хрома расположено в ЮАР. Далее идет Казахстан и Россия. Базовые месторождения хрома по территории РФ расположены в рамках Урала. Базовое применение хрома – это добавка в легированные стали. Порошок способен в 2-3 раза повысить прочность сплава и добавить материалу антикоррозийные свойства. Именно потому хромирование гальванических покрытий в РФ так популярно.

8) Иридий

metall-iridij

Применение★ (1.0 из 5.0)Общая привлекательность в промышленности
★★★★★
2.0
Распространенность★★ (2.0 из 5.0)
Стоимость★ (1.0 из 5.0)

Что нужно знать рецензентам России в первую очередь – металл ставят в один ряд с драгоценными, а потому, его незаконное хранение, приобретение и сбыт в рамках РФ уголовно наказуемый проступок. Открытие металла произошло в 1803 году. Сделал это англичанин-химик Теннант. Происхождение самого названия от греческого, в переводе символизирующее радугу. Называть металл так стали из-за разноцветных солей, которые получались в осадке при реакциях с иридием.

Какими свойствами обладает иридий:

  • из-за высокого показателя твердости, механической обработке почти не поддается;
  • температура плавления металл составляет от 2 500+, а точка кипения достигается при температуре в 4 450+;
  • одна из лучших коррозийных устойчивостей;
  • сохраняет инертность на воздухе и при нагревании.

Особой значимости иридий в промышленности не имеет. Свечи зажигания, основа электродов и прочие мелочи применимы с иридием, но из-за его высокой стоимости, от 50 долларов за грамм, массовое производство оговорённых деталей низкорентабельно.

9) Осмий

metall-osmij

Применение★★★ (3.0 из 5.0)Общая привлекательность в промышленности
★★★★★
3.0
Распространенность★★★ (3.0 из 5.0)
Стоимость★★★★ (4.0 из 5.0)

Металл открыт англичанином Теннантом в 1803 году. Его получили как осадок от растворения платины в царской водке. По своему внешнему виду, осмий является серо-голубым металлом высокой прочности. Высокая удельная масса + сохранении блеска даже при влиянии высоких температур в совокупности с оттенком голубого, делают химический элемент привлекательным внешне. Массовая доля осмия в природе — 5•10 в −6 степени % по массе.

Где можно найти осмий:

  • растворы с иридием;
  • полиметаллические руды;
  • минералы платины;
  • в переработках от золотосодержащих руд.

Главные точки добычи осмия сосредоточены в Сибири и Урале, если мы говорим о РФ. Немалый объем металла добывается также США, Колумбией, Канадой и некоторыми странами в Южной Африке.

Распространённость осмия в земной коре – 7 тысячных грамма на тонну, а его получение происходит через обогащение сырья от платиновых металлов через прокаливание при температурном режиме от 800 Цельсия. Тугоплавкость металла позволяет его использовать в узлах трения, а благодаря близким свойствам к драгоценным металлам, элемент используют для украшений.

Обзорное видео по самому крепкому металлу на земном шаре:

10) Вольфрам

metall-volfram

Применение★★★★ (4.0 из 5.0)Общая привлекательность в промышленности
★★★★★
4.0
Распространенность★★★ (3.0 из 5.0)
Стоимость★★★★★ (5.0 из 5.0)

История вольфрама туманная. Его вывели еще в 1750 годах, но официальное признание произошло только после 1780, когда за исследование элемента всерьез взялись испанские химики-братья Элюар. В природе металл распространяется в нечистом виде (преимущественно окисленные сложные соединения), а как кларк в отношении 1.3 грамма на тонну земной массы. Крупнейшими месторождениями вольфрама являются Казахстан, Китай, США и Канада. Россия также имеет пару точек поставок. Годовой объем добычи самого крепкого металла в мире – до 50 000 тонн . Для обработки вольфрама приходится использовать метод порошковой металлургии. Проблема в прочности металла.

Химические/физические свойства вольфрама:

  • плотность составляет 19.3 грамма на сантиметр кубический;
  • самый термостойкий металл в мире. Плавиться начинает после достижения температуры в 2 450 градусов Цельсия. Точка кипения – 5 600 градусов (только вдумайтесь!);
  • имеет парамагнитные свойства;
  • твердость по Бринеллю 488 килограмм на миллиметр квадратный;
  • хорошо проводит звук – от 4300 метров в секунду.

Ключевая область вольфрама – основа тугоплавких металлов в металлургии. Посмотрите на нить накаливания лампочки – она состоит из сплава с вольфрамом. Вакуумные трубки, электроды, прочие нагревательные элементы, где нужно выдерживать высокие температуры, представить без вольфрама нереально.

Таким образом, элемент не только самый крепкий метал в мире, но и один из незаменимых компонентов повседневной жизни и промышленности.

Источник https://nicespb.ru/materialy/kakoj-samyj-krepkij-metall.html

Источник https://legir-mk.ru/stanki-i-instrumenty/samyj-prochnyj-splav.html

Источник https://wikimetall.ru/metalloobrabotka/samyj-krepkij-metall.html