Топ-10 самых крепких металлов на Земле

Топ-10 самых крепких металлов на Земле

еталл лежит в основе современной цивилизации – без него развитие истории пошло бы принципиально другим путём. Сегодня мы попробуем разобраться, какие из них считаются наиболее прочными и которые среди них возможно обнаружить в природе.

Для начала следует оговорить правила измерения – как определить наиболее сильный? Крепость – понятие относительное; химики и физики для определения сопоставимых качеств применяют комплексные показатели, агрегирующие от 5 до 7 параметров. Строго говоря, для физика прочность – это способность бороться с давлением извне и другими факторами влияния.

Методики измерения

Для оценки используется ряд шкал, в том числе:

  • Мооса
  • Шора
  • Виккерса
  • Роквелла
  • Бринеля
  • Юнга.

Перечисленные показатели не являются единственными и исключительно правильными формулами – есть ещё более десяти дополнительных параметров, что можно добавить в комплексную таблицу, но смысла в этом нет. Определившись с правилами игры, мы рассмотрим десять прочнейших металлов – и поговорим, зачем они нужны в XXI веке.

10. Тантал

Серебристо-белый, покрытый плотной плёнкой оксидов, физически синтезирован лишь в 1844 немецким химиком Розе, промышленное применение же началось и вовсе с началом Второй мировой.

Используется для:

  • Формирования сплава, способного сопротивляться температурам и коррозии
  • Изготовления лабораторной посуды и тиглей
  • Сшивания нервов
  • Как элемент криотрона
  • Как декоративный и поделочный материал для ювелирки.

Распространён мало, в земной коре содержится порядка двух миллионных процента – что сказывается и на цене на рынках, она доходит до 300$ за грамм. Характеризуется тугоплавкостью (3000 по цельсию), высокой пластичностью, сравнимой с золотом, и твёрдостью.

9. Бериллий

Топ-10 самых крепких металлов на Земле

Выявлен французским учёным Вокленом в 1798. Его довольно много – 4 грамма на тонну земной коры, а в щелочных породах – до 75. Чаще всего обнаруживается поблизости от действующих вулканов, где успешно замещает кремний. Сравнительно твёрдый, хрупкий, очень упругий, в воздушной среде покрыт окислами. Рекордно звукопроводим, что открывает перспективы в музыкальной индустрии.

В наше время 9 из 10 кило добываются в Китае, США и Казахстане. Россия строит комбинат по добыче, но сроки запуска пока туманны.

Задействован в:

  • Рентгенологии
  • Атомной энергетике
  • Акустических материалах
  • Аэрокосмической отрасли
  • Тиглях для лабораторий.

8. Уран

Топ-10 самых крепких металлов на Земле

Самый известный актиноид мало реактивен. Стал предметом научной дискуссии в 1789, выделен в 1840, а в 1896 был обнаружен распад радиации, что послужило отправной точкой в переходу прежде мирного урана на военные рельсы.

Тяжёл, имеет глянцевую поверхность с белым оттенком, менее прочен и более гибок, чем сталь, чуть-чуть магнитный.

В основном применяется в атомной энергетике и производстве топлива, а также при изучении возраста геологических образцов.

7. Сталь/ферриты

Топ-10 самых крепких металлов на Земле

В чистом виде не отличается высокой прочностью, но многочисленные соединения с другими металлическими веществами меняют дело.

Пластичен, магнитится, плавится при 1500, а при 3000 вскипает. Полиморфичен. Запасы превышают 200 млрд. тонн, причём наибольшими обладают 8 стран, включая Индию, Украину, Польшу и РФ. Доля в индустриальном использовании превышает 90%. В составе соединений является важным для функционирования человеческого организма, так как служит катализатором при процессе дыхания.

6. Титан

Топ-10 самых крепких металлов на Земле

Был одновременно открыт англичанином Грегором и германцем Клапротом в 1791.

Применяется в:

  • Протезировании и изготовлении имплантатов
  • Авиастроении
  • Конструировании подводных лодок
  • Ракетостроении
  • Как материал для реакторов, химнасосов
  • Бронежилетах
  • Легирующих добавках к сталям.

Недорогой – около 6$ за кило, но стоимость завязана на чистоту. При низких температурах довольно хрупок, при этом пластичен.

5. Рений

Топ-10 самых крепких металлов на Земле

Назван в честь реки Рейн, где был добыт впервые. Предсказан Мендеелевым, а открыт в чистом виде в 1928. Мировая потребность в рении перекрывалась единственной установкой с валовой добычей в 140 кило.

Очень плотный, плавится при 3000, а кипит при 5600 градусах. Тугоплавок, пластичен, может нагреваться и остывать без всякого ущерба, чрезвычайно редок. Извлекается из руды молибдена. В Российской Федерации находится одно из наибольших месторождений с прогнозируемым запасом более 20 000 кг. Стоимость на рынке варьируется от 1000 до 10 000 долларов. Находит применение в электротехнической промышленности и производстве ракет.

4. Хром

Топ-10 самых крепких металлов на Земле

Имеет голубой цвет, магнитится при высоких «градусах» (а при ниже 37 – нет). Слабо подвержен обработке, сгорает в зелёный порошок, не реагирует на сильные неорганические кислоты. В природе встречается в смесях: в основном речь идёт о хромите и крокоите.

3. Иридий

Топ-10 самых крепких металлов на Земле

Драгметалл в России — хранить незаконно, покупать и сбывать без лицензии нельзя. Открыт в 1803 англичанином Теннантом, даёт разноцветные соли. Становится мягким при 2000, а кипит при 4650 по Цельсию. Промышленного значения почти не имеет.

2. Осмий

Топ-10 самых крепких металлов на Земле

Выделен в 1803 тем же Теннантом как осадок от растворения платинового слитка в царской водке. Серовато-голубой, очень прочный даже при воздействии высочайших температур, редок, инертен. Больше всего этого элемента в Сибири и на Урале. Используется в подшипниках трения, в ювелирной промышленности.

1. Вольфрам

Топ-10 самых крепких металлов на Земле

Появился в 1750, а официально признан лишь в 1780 году после повторного открытия французскими братьями Эльюар. Распространён в оксидах; больше всего месторождений находится в Казахстане, Китае и Канаде, небольшие есть и в России. Ежегодно добывают до 50 000 т.

Сырьё для порошковой металлургии, в основном используется для изготовления тугоплавких элементов. Нити накаливания ламп состоят из сплава с этим веществом.

Читайте также:

Учиться в США или Великобритании, не покидая России? Часть 1

12 самых прочных металлов на планете

Струны. CC0

Природа

Можете ли вы представить наше настоящее или будущее без важных металлов, таких как железо, алюминий, титан, золото и серебро? Учёные уверенно отвечают, что нет. Все они сыграли важную роль в формировании человеческой цивилизации, а сейчас выступают прочным фундаментом для построения будущего. В нашем списке на thebiggest.ru самые прочные металлы, найденные на Земле. За основу возьмём предел текучести представленных элементов при испытаниях на растяжение.

Свинец

Самые прочные металлы: Свинец. cc0

Свинец относительно мягкий, но его низкая температура плавления и высокая коррозионная стойкость делают его очень востребованным элементом во всех отраслях промышленности.

Свинец входит в ряд наиболее часто встречающихся элементов на планете. В настоящее время историки вместе с археологами доказали, что свинец был известен людям ещё в VI тысячелетии до нашей эры, и, предположительно, использовался для плавки.

Чаще всего свинец используют для производства разнообразных типов сплавов. Используют его в качестве красителя, окислителя в пластмассах, свечах, стекле и полупроводниках. Ещё в период Средневековья из него стали изготавливать пули.

Олово

Олово. CC0

Физически олово характеризуется как мягкий серебристо-белый металл, который одновременно пластичен и податлив. В условиях комнатной температуры он практически не окисляется и не поддаётся коррозии.

Олово наиболее широко используют в сплавах. Это мягкие припои олово-свинец, которые обычно состоят из 60% или более олова. Из-за своей низкой токсичности лужёные металлические банки популярны в пищевой промышленности.

По распространённости на Земле этот важный для жизни природный элемент обосновался на 49 месте.

Алюминий

Очень прочные металлы: Алюминий. CC0

Этот металл обладает особыми качествами, которые делают его незаменимым в производстве и жизни современного общества. Это один из наиболее широко используемых цветных металлов в мире.

Около 8% земной коры состоит из алюминия, а его концентрация в Солнечной системе составляет 3,15 части на миллион. Из-за своей низкой плотности и устойчивости к коррозии, алюминий является ключевым элементом в аэрокосмической и инфраструктурной промышленности.

Примечательно, что чистый алюминий имеет предел текучести около 15–120 МПа, его сплавы намного прочнее и имеют предел текучести от 200 до 600 МПа.

Золото

Золото. CC0

Один из самых ценных и востребованных минералов на Земле. Он одновременно очень пластичный и податливый. Высокая цена на золото обусловлена его редкостью.

Металл широко используется в ювелирном деле, электронике и медицине. Исторически золото использовалось для изготовления денег. Около 10% мирового производства золота идёт в электронную промышленность, где оно используется для изготовления коррозионно-стойких компонентов.

Геологи считают, что в недрах нашей планеты скрыто около 80% от общего запаса золота.

Серебро

Высоко прочные металлы: Серебро. CC0

Драгоценный металл, имеющий огромное значение для многих высокотехнологичных отраслей промышленности. Из всех металлов у серебра самые высокие показатели электрической и теплопроводности. По этой характеристике он превосходит медь.

Из-за высокой стоимости металл используется только в нескольких отраслях, например, в электронике. Серебряное покрытие различных схем и полупроводниковых устройств необходимо для их правильного функционирования. Помимо электроники и создания ювелирных шедевров, серебро широко используется в качестве антибиотического покрытия в медицинских инструментах и приборах.

Это великолепный катализатор для большинства процессов окисления. В годы Второй мировой войны почти 13 000 тонн серебра было использовано для обогащения урана.

Титан

Титан. CC0

Титан входит в десятку самых распространённых металлов земной коры и содержится в большинстве магматических пород в виде оксидов. Имеет высокое отношение прочности к массе.

Среди других характеристик следует отметить высокую температуру плавления и относительно низкую электропроводность по сравнению с большинством других металлов. Титан используется в качестве легирующего элемента в различных типах сплавов для достижения большей прочности.

Благодаря своей высокой коррозионной стойкости и прочности на разрыв титан стал основным материалом в аэрокосмической и судостроительной отрасли.

Наиболее прочные металлы: Хром. CC0

Твёрдый блестящий хром имеет одну из самых высоких температур плавления среди всех металлов. Хром известен своими необычными магнитными свойствами.

Он проявляет антиферромагнитные свойства при комнатной температуре, но при температуре выше 38°C превращается в парамагнитный металл. Хром занимает 22 место по распространённости элементом на Земле и в основном добывается из минералов, таких как кимберлит.

Почти 85% добытого хрома приходится на производство металлических сплавов, а остальное используется для окрашивания, нанесения покрытий, производства тугоплавких материалов, а также в качестве катализатора для обработки углеводородов.

Медь. CC0

Один из немногих элементов, которые встречаются в природе в пригодной для использования металлической форме, которую не нужно извлекать из какой-либо минеральной руды.

Благодаря этой особенности люди могли использовать медь ещё до 7 000 году до нашей эры. В 3 500 году до нашей эры медь сплавили с оловом для получения бронзы. Впервые в истории человечества один металл был сплавлен с другим. Сейчас основная часть мирового производства меди используется в кабельных проводах и электрических цепях. Используют в производстве сантехники, кровле.

В человеке находится от 1,4 до 2,1 мг меди на 1 кг своего веса. Чрезмерное накопление меди в печени может привести к серьёзному повреждению органа и нервно-психическим симптомам. Это состояние известно как болезнь Вильсона.

Никель

Никель. CC0

Никель — переходный элемент, жизненно важен для производства сплавов, так как почти 68% от общего объёма производства никеля в мире используется для производства нержавеющей стали. Другие области применения никеля включают гальванику, производство аккумуляторных батарей и чеканку монет.

В природе никель встречается в основном в минералах с большим содержанием мышьяка или серы, таких как никелин, пентландит и миллерит. Индонезия является крупнейшим производителем никеля в мире, за ней следуют Филиппины и Россия.

Никель также играет важную биологическую роль в организме человека и микроорганизмов. Исследование, проведённое в 2014 году, показало, что пациенты, страдающие диабетом 2 типа, имеют высокую концентрацию никеля в крови по сравнению с теми, у кого этого заболевания нет.

Тантал

Тантал. CC0

Помимо того, что тантал — прочный металл, он также выступает одним из самых плотных материалов на Земле. Тантал известен своей способностью противостоять коррозии настолько, что он может выдерживать очень агрессивную царскую водку при температуре ниже 150°C.

Этот элемент принадлежит к особой группе металлов, которые чрезвычайно устойчивы к нагреванию и известны как тугоплавкие металлы. Они хоть и в небольших количествах, но применяются в производстве всевозможных сплавов.

Тантал широко используется в секторе электроники для производства прочных сверхмощных конденсаторов для телефонов, планшетов, компьютеров, фотоаппаратов и высокоточных устройств для автомобилей.

Железо

Железо. CC0

Удивительный металл, который составляет большую часть ядра Земли и является четвёртым по распространённости элементом земной коры.

Элемент в чистом виде является пластичным, но легко комбинируется с другими элементами для получения сплавов железа, таких как чугун и сталь. Широко используется в промышленности из-за прочности и относительно малой стоимости.

Современные стали можно разделить на четыре разновидности. Это углеродистая сталь, низколегированная, высокопрочная низколегированная и легированная сталь. В то время как углеродистая сталь состоит в основном из железа и углерода. Другие типы содержат различные количества других элементов, таких как молибден, марганец, хром или никель.

Сталь наиболее широко применяют в производстве тяжёлого оборудования машиностроения и в строительной индустрии. Несмотря на появление алюминия, сталь остаётся жизненно важной для производства автомобильных кузовов. Предел текучести сплавов с железом может достигать более 2 000 МПа.

Вольфрам

Вольфрам. CC0

Известен вольфрам своей высочайшей температурой плавления и беспрецедентной прочностью. Впервые он был открыт в виде кислоты в 1781 году шведским химиком Карлом Шееле. Исследования испанских учёных Фаусто и Хосе Эльхуяра позволили сделать открытие. Они выделили такую же кислоту из минерала вольфрамита, из которого позже выделили вольфрам с помощью древесного угля.

Помимо широкого использования в лампах накаливания, способность вольфрама функционировать при экстремальных температурах делает его востребованным элементом в военной промышленности.

Во время Второй мировой войны вольфрам играл важную роль в проведении экономических и политических сделок между европейскими странами. Большие его запасы были сосредоточены в Португалии, что подняло международный авторитет страны.

В заключение

Человечество давно пришло к выводу, что без металлов существование цивилизации на планете было бы невозможно. Все минералы или металлы, обнаруженные на Земле, ценны для человека, но только несколько из них имеют чрезвычайное значение. Чистые металлы мягкие или слабые, но включение в их сплав других металлов и примесей делает их намного прочнее. Редакция TheBiggest будет рада вашим комментариям по теме статьи. напишите какие прочные металлы вы часто используете в жизни.

Источник https://youtesla.ru/top-10-samyh-krepkih-metallov-na-zemle/

Источник https://thebiggest.ru/priroda/12-samyh-prochnyh-metallov-na-planete.html

Источник