Najtwardszy metal.

Pierwszym metalem, który ludzkość zaczęła używać do celów ekonomicznych, była miedź: łatwa w obróbce, dość często występuje w naturze, więc nie jest zaskakujące, że to ona służyła jako materiał na pierwsze metalowe noże i osie. Nieco później ludzie odkryli, że dodając cynę do miedzi można uzyskać znacznie mocniejszy stop - brąz. A kiedy opanowali żelazo, okazało się, że w czystej postaci jest niewiele mocniejsze od miedzi, ale w połączeniu z węglem nabiera znacznie lepszych właściwości wytrzymałościowych. Średniowieczni alchemicy, oprócz poszukiwania kamienia filozoficznego, eksperymentowali także ze stopami, próbując ustalić, który jest najtwardszym metalem na świecie, ale wszystkie eksperymenty potwierdziły: stopy są mocniejsze niż czysty metal, cokolwiek by to nie było. Ale co z dzisiejszą sytuacją?

Najtwardszy

Wszystkie najtrwalsze "czyste" metale zostały odkryte przez człowieka dość późno. Powód jest prosty: są znacznie rzadsze niż nasze zwykłe żelazo lub miedź. Istnieje kilka metod określania twardości materiałów: według Mohsa, według Vickersa, według Brinella i według Rockwella, których dane nieznacznie się różnią. Na przykład w skali Mohsa żelazo ma wartość tylko 4, a diament ma najwyższą twardość - 10. A tuzin metali, których twardość wynosi od 5 jednostek i więcej, wygląda tak:

  • iryd - 5;
  • ruten - 5;
  • tantal – 5;
  • technet - 5;
  • chrom - 5;
  • beryl - 5,5;
  • osm - 5,5;
  • ren - 5,5;
  • wolfram - 6;
  • uran - 6.

Większość z tych „wspaniałej dziesiątki” ma charakter niezwykle rzadki (np. roczna produkcja rutenu na świecie wynosi około 18 ton, a renu - ok. 40 ton) lub posiadają radioaktywność utrudniającą ich wykorzystanie w życiu codziennym. I wszystkie mają bardzo znaczny koszt, może z wyjątkiem chromu. To właśnie wysoka twardość i stosunkowo niska cena tego metalu sprawiły, że stał się popularny w produkcji mocnych stopów.

Stosowanie najtwardszych metali

Z uwagi na fakt, że większość najtwardszych metali jest z natury bardzo rzadka, ich właściwości wytrzymałościowe pozostają nieodebrane lub są bardzo ograniczone, np. do pokrycie elementów i części mechanizmów narażonych na największe obciążenia. Ale używanie dodatków renu lub rutenu w produkcji stali narzędziowej lub zbroi, musisz się zgodzić, jest głupie. Te metale po prostu nie wystarczą na wszystko. Dlatego chrom okazał się bardzo poszukiwany. Jest to niezbędny dodatek stopowy, który poprawia zarówno wytrzymałość, jak i odporność na korozję stopów.

Niektóre z metali stałych są wykorzystywane w bardzo małych ilościach w medycynie, w tworzeniu technologii kosmicznych, jako katalizatory iw niektórych innych dziedzinach. W tych przypadkach to nie ich twardość była pożądana, ale inne towarzyszące cechy. Na przykład wolfram, jako najbardziej ogniotrwały metal na świecie (temperatura topnienia 3422 stopni Celsjusza), znalazł zastosowanie w tworzeniu żarników do opraw oświetleniowych. Dodawany jest w niewielkich ilościach do stopów, które muszą przez długi czas wytrzymywać wysokie temperatury – np. w przemyśle metalurgicznym.

Uran

Uran, podobnie jak wolfram, jest najtwardszym metalem na Ziemi, ale uran jest znacznie bardziej powszechny na naszej planecie, więc znalazł znacznie szersze zastosowanie. A jego radioaktywność nie przeszkadzała w tym. Najbardziej znanym zastosowaniem uranu jest „paliwo” w elektrowniach jądrowych. Ponadto jest stosowany w geologii do określania wieku skał oraz w przemyśle chemicznym.

Właściwości wytrzymałościowe i wysoki ciężar właściwy uranu (jest 19 razy cięższy od wody) były przydatne przy tworzeniu amunicji przeciwpancernej. W tym przypadku nie jest używany czysty metal, ale jego zubożona odmiana, prawie w całości składająca się ze słabo radioaktywnego izotopu uranu-238. Ciężkie rdzenie wykonane z takiego metalu są doskonałe do penetracji nawet dobrze opancerzonych celów. W jakim stopniu szczątkowe zjawiska użycia takiej amunicji szkodzą środowisku i ludziom, nie wiadomo jeszcze na pewno, gdyż zgromadzono zbyt mało materiału statystycznego na ten temat.

.