Az emberek az ókorban kezdték használni a fémet. A természetben a leginkább hozzáférhető és feldolgozható fém a réz. Réz tárgyakat háztartási eszközök formájában találnak a régészek az ősi települések ásatásai során. A technológiai fejlődés növekedésével az ember megtanult különféle fémekből ötvözeteket készíteni, amelyek hasznosak voltak számára háztartási cikkek és fegyverek gyártásában. Így született meg a világ legerősebb metalja.

Titán

Ezt a szokatlanul szép ezüstfehér fémet a 18. század végén szinte egyszerre fedezte fel két tudós - az angol W. Gregory és a német M. Klaproth. Az egyik változat szerint a titán az ókori görög mítoszok szereplői, a hatalmas titánok tiszteletére kapta a nevét, egy másik szerint - Titániától, a germán mitológiából származó tündérek királynőjétől - könnyedsége miatt. Ekkor azonban semmi hasznát nem találták neki.

Aztán 1925-ben a holland fizikusok el tudták izolálni a tiszta titánt, és felfedezték számos előnyét. Ezek a gyárthatóság, a fajlagos szilárdság és a korrózióállóság magas mutatói, valamint a nagyon nagy szilárdság magas hőmérsékleten. Emellett magas korrózióállósággal is rendelkezik. Ezek a fantasztikus teljesítmények azonnal vonzották a mérnököket és a tervezőket.

1940-ben Krol tudós tiszta titánt nyert magnézium-termikus módszerrel, és azóta ez a módszer a fő módszer. A föld legerősebb fémét a világon sok helyen bányászják - Oroszországban, Ukrajnában, Kínában, Dél-Afrikában és másokban.

A titán mechanikai tulajdonságait tekintve kétszer olyan erős, mint a vas, hatszor erősebb, mint az alumínium. A titánötvözetek jelenleg a legtartósabbak a világon, ezért alkalmazásra találtak a hadseregben (tengeralattjárók, rakéták gyártása), a hajógyártásban és a repülési iparban (szuperszonikus repülőgépeken).

Ez a fém is hihetetlenül műanyag, így bármilyen forma készíthető belőle - lap, csövek, drót, szalag. A titánt széles körben használják orvosi protézisek (miközben biológiailag ideálisan kompatibilis az emberi test szöveteivel), ékszerek, sportfelszerelések stb.

Korróziógátló tulajdonságai miatt vegyi gyártásban is használják, ez a fém nem korrodál agresszív környezetben. Tehát tesztelés céljából tengervízbe tettek egy titánlapot, és 10 évig nem is rozsdásodott!

Nagy elektromos ellenállása és nem mágnesező tulajdonságai miatt széles körben használják a rádióelektronikában, például mobiltelefonok szerkezeti részein. A titán felhasználása a fogászatban nagyon ígéretes, különösen fontos az emberi csontszövettel való együttnövekedés képessége, ami erőt és szilárdságot ad a protetika során. Széles körben használják orvosi műszerek gyártásában.

Uránusz

Az urán természetes oxidáló tulajdonságait az ókorban (Kr. e. I. század) használták a kerámiatermékek sárga mázának előállítására. A világgyakorlatban az egyik legismertebb erős fém, gyengén radioaktív, nukleáris üzemanyag gyártásánál használják. A huszadik századot "Uránusz korának" is nevezték. Ez a fém paramágneses.

Az urán 2,5-szer nehezebb a vasnál, számos kémiai vegyületet képez, ötvözeteit olyan elemekkel, mint az ón, ólom, alumínium, higany és vas használják a gyártás során.

Volfrám

Nemcsak a világ legerősebb féme, de nagyon ritka is, amit nem is bányásznak sehol, hanem vegyi úton szerezték be még 1781-ben Svédországban. A leghőállóbb fém a világon. Nagy tűzállósága miatt jól kovácsolható, miközben vékony cérnára húzódik.

Leghíresebb alkalmazása a wolfram izzószál izzókban. Széles körben használják speciális szerszámok (vágó, vágó, sebészeti) és ékszergyártásban. Radioaktív sugarakat nem sugárzó tulajdonsága miatt nukleáris hulladék tárolására szolgáló konténereket állítanak elő belőle. Az oroszországi volfrámlelőhelyek Altajban, Chukotkában és az Észak-Kaukázusban találhatók.

Rénium

Nevét Németországban kapta (a Rajna folyó), ahol 1925-ben fedezték fel, maga a fém fehér. Mind tiszta formában (Kuril-szigeteken), mind molibdén és réz nyersanyag kitermelésében bányászják, de nagyon kis mennyiségben.

A föld legkeményebb féme nagyon kemény és sűrű, tökéletesen olvad. A szilárdság magas és nem függ a hőmérséklet-változásoktól, hátránya a magas költség, mérgező az emberre. Az elektronikai iparban és a repülőgépiparban használják.

Ozmium

A legnehezebb elem, például egy kilogramm ozmium, úgy néz ki, mint egy labda, amely könnyen elfér a kezében. A platina fémcsoportra utal, az ára többszöröse az aranynak. Nevét S. Tennant angol tudós által 1803-ban végrehajtott kémiai reakció rossz szagáról kapta.

Külsőleg nagyon szépnek tűnik: fényes ezüst kristályok kék és világoskék árnyalattal. Általában más fémek adalékaként használják az iparban (nagy szilárdságú fém-kerámia vágógépek, orvosi kések pengéi). Nem mágneses és tartós tulajdonságait nagy pontosságú műszerek gyártása során használják fel.

Berillium

Paul Lebeau vegyész szerezte meg a 19. század végén. Kezdetben ezt a fémet édességnek nevezték édesség íze miatt. Aztán kiderült, hogy más vonzó és eredeti tulajdonságokkal is rendelkezik, például nem akar semmilyen kémiai reakcióba lépni más elemekkel, ritka kivételektől eltekintve (halogén).

A világ legerősebb féme egyszerre kemény, törékeny, könnyű és erősen mérgező. Kivételes szilárdságát (például egy 1 mm átmérőjű huzal elbírja az ember súlyát) a lézer- és űrtechnológiában, az atomenergiában használják.

Új felfedezések

Lehet még tovább beszélni a nagyon erős fémekről, de a technikai fejlődés halad előre. Kaliforniai tudósok a közelmúltban bejelentették a világnak a "folyékony fém" (a "folyékony" szóból) megjelenését, amely erősebb a titánnál. Ezenkívül rendkívül könnyűnek, rugalmasnak és rendkívül tartósnak bizonyult. Ezért a tudósoknak meg kell alkotniuk és ki kell dolgozniuk az új fém felhasználásának módjait, és a jövőben talán még sok felfedezést kell tenniük.

A fémek közé olyan anyagok tartoznak, amelyek sajátos, jellegzetes tulajdonságokkal rendelkeznek. Ugyanakkor figyelembe veszik a nagy plaszticitást és rugalmasságot, valamint az elektromos vezetőképességet és számos egyéb paramétert. Hogy melyik a legtartósabb fém, az alábbi adatokból megtudhatja.

A fémekről a természetben

A „fém” szó a németből került az orosz nyelvbe. A 16. század óta megtalálható a könyvekben, bár meglehetősen ritkán. Később, I. Péter korában kezdték gyakrabban használni, majd a szónak általánosító jelentése volt "érc, ásvány, fém". És csak az M.V. időszakában. Lomonoszov, ezeket a fogalmakat körvonalazták.

A természetben a fémek ritkán találhatók tiszta formában. Alapvetően különféle ércek részét képezik, és mindenféle vegyületet képeznek, például szulfidokat, oxidokat, karbonátokat és másokat. Ahhoz, hogy tiszta fémeket kapjunk, és ez nagyon fontos a jövőbeni felhasználásukhoz, el kell különíteni, majd meg kell tisztítani őket. Szükség esetén a fémeket ötvözik - speciális szennyeződéseket adnak hozzá tulajdonságaik megváltoztatása érdekében. Jelenleg vasfémércekre osztják fel, amelyek magukban foglalják a vasat és a színesfémérceket. A nemes- vagy nemesfémek közé tartozik az arany, a platina és az ezüst.

Még az emberi testben is vannak fémek. Kalcium, nátrium, magnézium, réz, vas - ez a listája azoknak az anyagoknak, amelyek a legnagyobb mennyiségben találhatók.

A további felhasználástól függően a fémeket csoportokra osztják:

1. Építőanyagok. Magukat a fémeket és azok jelentősen javított ötvözeteit egyaránt használják. Ebben az esetben a szilárdságot, a folyadékok és gázok átjárhatatlanságát és az egyenletességet értékelik.
2. Anyagok szerszámokhoz, leggyakrabban a munkarészre utalva. Erre a szerszámacélok és keményfémek alkalmasak.
3. Elektromos anyagok. Az ilyen fémeket jó elektromos vezetőként használják. A leggyakoribbak a réz és az alumínium. És nagy ellenállású anyagokként is használják - nikróm és mások.

A legkeményebb fémek

A fémek szilárdságának nevezzük azt a képességüket, hogy ellenállnak a belső feszültségek hatására bekövetkező töréseknek, amelyek akkor keletkezhetnek, amikor külső erők hatással vannak ezekre az anyagokra. Az is egy szerkezet tulajdonsága, hogy bizonyos ideig megőrzi jellemzőit.

Sok ötvözet meglehetősen erős, és nem csak a fizikai, hanem a kémiai hatásoknak is ellenáll, nem tartoznak a tiszta fémek közé. Vannak fémek, amelyeket a legtartósabbnak nevezhetünk. Titán, amely 1 941 K (1660 ± 20 °C) feletti hőmérsékleten olvad, urán, radioaktív fém, tűzálló wolfram, forráspontja legalább 5 828 K (5555 °C). Valamint más, egyedi tulajdonságokkal rendelkező és a legmodernebb technológiákat alkalmazó alkatrészek, szerszámok és cikkek gyártási folyamatában szükségesek. Közülük az öt legtartósabb közé tartoznak a fémek, amelyek tulajdonságai már ismertek, széles körben alkalmazzák a nemzetgazdaság különböző ágazataiban, illetve tudományos kísérletekben, fejlesztésekben használják őket.

Molibdénércekben és réz nyersanyagokban található. Nagy keménységű és sűrűségű. Nagyon tűzálló. Szilárdsága kritikus hőmérsékletváltozások hatására sem csökkenthető. Széles körben használják számos elektronikus eszközben és műszaki eszközben.

Ritkaföldfém ezüstös-szürke árnyalattal és fényes, kristályos képződményekkel a töréseknél. Érdekes módon a berilliumkristályok enyhén édes ízűek, ezért is nevezték eredetileg "gluciniumnak", ami azt jelenti, hogy "édes". Ennek a fémnek köszönhetően megjelent egy új technológia, amelyet mesterséges kövek - smaragdok, akvamarinok - szintézisében használnak az ékszeripar igényeire. A berilliumot a berill, egy féldrágakő tulajdonságainak tanulmányozása során fedezték fel. F. Wöller német tudós 1828-ban fémes berilliumot kapott. Nem lép kölcsönhatásba a röntgensugárzással, ezért aktívan használják speciális eszközök létrehozására. Ezenkívül berilliumötvözeteket használnak neutronreflektorok és moderátorok gyártásához, amelyeket atomreaktorba kell beépíteni. Tűzálló és korróziógátló tulajdonságai, magas hővezető képessége nélkülözhetetlen elemévé teszik a repülőgép- és repülőgépiparban használt ötvözetek készítésének.

Ezt a fémet az Urál középső részén fedezték fel. M.V. írt róla. Lomonoszov "A kohászat első alapjai" című munkájában 1763-ban. Nagyon elterjedt, leghíresebb és legkiterjedtebb lelőhelyei Dél-Afrikában, Kazahsztánban és Oroszországban (Ural) találhatók. Ennek a fémnek a tartalma az ércekben nagyon változó. Színe világoskék, fényes. Tiszta formájában nagyon kemény és elég jól működik. Fontos összetevője az ötvözött acélok, különösen a rozsdamentes acélok előállításának, amelyeket a galvanizáló és a repülőgépiparban használnak. Ötvözete vassal, ferrokrómmal fémvágó szerszámok gyártásához szükséges.

Ez a fém értékesnek tekinthető, mivel tulajdonságai csak valamivel alacsonyabbak, mint a nemesfémek. Erősen ellenáll a különféle savaknak és nem korrodál. A tantálot különféle szerkezetekben és vegyületekben, összetett formájú termékek előállítására, valamint ecet- és foszforsavak előállításának alapjaként használják. A fémet az orvostudományban használják, mivel kombinálható emberi szövetekkel. A rakétaiparnak szüksége van egy hőálló tantál és volfrám ötvözetre, mert az 2500 °C-os hőmérsékletet is kibír. A tantál kondenzátorokat radarberendezésekre szerelik fel, elektronikus rendszerekben adóként használják.

Az irídium a világ egyik legtartósabb féme. Ezüst színű fém, nagyon kemény. A platina fémek csoportjába tartozik. Nehezen feldolgozható, ráadásul tűzálló. Az irídium gyakorlatilag nem lép kölcsönhatásba maró anyagokkal. Számos iparágban használják. Beleértve az ékszer-, az orvosi és a vegyipart. Jelentősen javítja a wolfram-, króm- és titánvegyületek ellenállását a savas környezettel szemben. A tiszta irídium nem mérgező anyag, de egyes vegyületei igen.

Annak ellenére, hogy sok fém megfelelő tulajdonságokkal rendelkezik, meglehetősen nehéz pontosan meghatározni, hogy melyik a legtartósabb fém a világon. Ehhez tanulmányozza az összes paramétert a különféle analitikai rendszerekkel összhangban. Jelenleg azonban minden tudós azt állítja, hogy az irídium magabiztosan az első helyet foglalja el az erő tekintetében.

Olvasási idő: 5 perc.

A fémek szinte egész felnőtt életében végigkísérik az emberiséget. Természetesen a rézzel kezdődött, mivel ez a természetben a leginkább formálható és elérhető anyag.

Az evolúció segítette az embereket, hogy technikailag jelentősen fejlődjenek, és idővel elkezdtek feltalálni olyan ötvözeteket, amelyek egyre erősebbek és erősebbek lettek. Korunkban a kísérletek folytatódnak, és minden évben új erős ötvözetek jelennek meg. Tekintsük a legjobbakat közülük.

Titán

A titán rendkívül tartós anyag, amelyre számos iparágban nagy a kereslet. A leggyakoribb alkalmazási terület a repülés. Ez a kis súly és a nagy szilárdság sikeres kombinációjának köszönhető. Ezenkívül a titán tulajdonságai a nagy fajlagos szilárdság, a fizikai hatásokkal, hőmérsékletekkel és korrózióval szembeni ellenállás.

Uránusz

Az egyik legtartósabb elem. Természetes körülmények között gyenge radioaktív fém. Megtalálható szabad állapotban, nagyon nehéz, és paramágneses tulajdonságai miatt az egész világon elterjedt. Az urán rugalmas, nagy alakíthatósággal rendelkezik a kovácsoláshoz és viszonylagos rugalmassággal rendelkezik.

Volfrám

A ma ismert leginkább tűzálló fém. Ezüstszürke színű és úgynevezett átmeneti elem. A wolfram tulajdonságai lehetővé teszik, hogy ellenálljon a kémiai támadásoknak, és hamisítható legyen. A leghíresebb alkalmazási területet az izzólámpákban használják.

Rénium

A fém ezüstös fehér. A természetben tiszta formájában megtalálható, de van molibdén alapanyag is, amelyben szintén megtalálható. A rénium megkülönböztető tulajdonsága a tűzállósága. A drága fémek közé tartozik, így az ára is nem megfelelő. A fő alkalmazási terület az elektronika.

Ozmium

Az ozmium ezüstös fehér fém, enyhén kék árnyalattal. A platina csoportba tartozik, és szokatlanul nagy hasonlóságot mutat az irídiummal olyan tulajdonságokban, mint a tűzállóság, a keménység és a törékenység.

Berillium

Ez a fém világosszürke árnyalatú és magas toxicitású elem. Az ilyen szokatlan tulajdonságokkal rendelkező anyag széles körben alkalmazható az atomenergia és a lézertechnológia területén. A berillium nagy szilárdsága lehetővé teszi, hogy ötvözőötvözetek gyártására használják.

Króm

A kékesfehér árnyalat a krómot kiemeli a többi közül. Lúgoknak és savaknak ellenáll. A természetben tiszta formájában megtalálható. A krómot gyakran használják különféle ötvözetek előállítására, amelyeket később az orvostudomány és a vegyi berendezések területén használnak fel.

Meg kell jegyezni, hogy a ferrokróm a króm és a vas ötvözete. Fémvágó szerszámok készítésére használják.

Tantál

Ez egy ezüstös fém, nagy keménységgel és sűrűséggel. A fém ólomszíne a felületen oxidfilm képződése miatt jön létre. A fém alkalmas a feldolgozásra.

Manapság a tantálot sikeresen használják atomreaktorok építésében és kohászati ​​gyártásban.

Ruténium

Ezüstös fém, amely a platina csoportba tartozik. Szokatlan összetételű: az élő szervezetek izomszövetét tartalmazza. Egy másik jellegzetes tény, hogy a ruténiumot számos kémiai reakció katalizátoraként használják.

Iridium

Értékelésünkben ez a fém foglalja el az első sort. Ezüstös fehér színe van. Az irídium szintén a platina csoportba tartozik, és a fenti fémek közül a legnagyobb keménységgel rendelkezik. A modern világban nagyon gyakran használják. Főleg más fémekhez adják, hogy javítsák azok savas környezettel szembeni ellenállását. Maga a fém nagyon drága, mivel nagyon rosszul oszlik el a természetben.

Olvassa el még:

Világunk tele van csodálatos tényekkel, amelyek sok ember számára érdekesek. A különféle fémek tulajdonságai sem kivételek. Ezen elemek között, amelyekből 94 van a világon, vannak a leginkább képlékenyebbek és képlékenyebbek, vannak olyanok is, amelyek nagy elektromos vezetőképességűek vagy nagy ellenállási együtthatóval rendelkeznek. Ez a cikk a legkeményebb fémekre és egyedi tulajdonságaikra összpontosít.

A legmagasabb keménységű fémek listáján az irídium vezet. A 19. század elején fedezte fel egy angliai vegyész, Smithson Tennant. Az irídium a következő fizikai tulajdonságokkal rendelkezik:

• ezüstös fehér színű;
• olvadáspontja 2466 °C;
• forráspont - 4428 о С;
• ellenállás - 5,3 · 10−8 Ohm · m.

Mivel az irídium a legkeményebb fém a bolygón, nehéz feldolgozni. De még mindig használják különféle ipari területeken. Például kis golyókat készítenek belőle, amelyeket tollhegyekben használnak. Irídiumból készülnek az űrrakéták alkatrészei, egyes autóalkatrészek és még sok más.

Nagyon kevés irídium található a természetben. Ennek a fémnek a leletei egyfajta bizonyíték arra, hogy meteoritok estek le arra a helyre, ahol felfedezték. Ezek a kozmikus testek jelentős mennyiségű fémet tartalmaznak. A tudósok úgy vélik, hogy bolygónk is gazdag irídiumban, de lerakódásai közelebb vannak a Föld magjához.

A listánk második helyén a ruténium áll. Ennek a semleges ezüstszínű fémnek a felfedezése Karl Klaus orosz vegyészé, amelyet 1844-ben készítettek. Ez az elem a platina csoportba tartozik. Ez egy ritka fém. A tudósoknak sikerült megállapítaniuk, hogy körülbelül 5 ezer tonna ruténium van a bolygón. Évente körülbelül 18 tonna fém bányászható.

A ruténium korlátozott mennyisége és magas ára miatt az iparban ritkán használják. A következő esetekben használják:

• kis mennyiséget adnak a titánhoz a korrozív tulajdonságok javítása érdekében;
• platina ötvözetéből elektromos érintkezők készülnek, amelyek nagy ellenállással rendelkeznek;
• A ruténiumot gyakran használják kémiai reakciók katalizátoraként.

Az 1802-ben felfedezett, tantál nevű fém a listánk harmadik helyén található. A. G. Ekeberg svéd kémikus fedezte fel. Sokáig azt hitték, hogy a tantál azonos a nióbiummal. De a német kémikus, Heinrich Rose be tudta bizonyítani, hogy ez két különböző elem. A német Werner Bolton tudós 1922-ben képes volt a tantál tiszta formájában izolálni. Ez egy nagyon ritka fém. A legtöbb tantálérc lelőhelyet Nyugat-Ausztráliában találták meg.

Egyedülálló tulajdonságai miatt a tantál nagy igényű fém. Különféle területeken használják:

• az orvostudományban a tantálból drótot és más olyan elemeket készítenek, amelyek össze tudják tartani a szöveteket, sőt csontpótlóként is funkcionálnak;
• az ezzel a fémmel készült ötvözetek ellenállnak az agresszív környezetnek, ezért repüléstechnika és elektronika gyártásában használják őket;
• a tantálot atomreaktorokban is energia előállítására használják;
• az elemet széles körben használják a vegyiparban.

A króm is az egyik legkeményebb fém. Oroszországban 1763-ban fedezték fel az Urál északi részén található mezőn. Kékes-fehér színű, bár vannak esetek, hogy vasfémnek számít. A króm nem ritka fém. A következő országok gazdagok betétekben:

• Kazahsztán;
• Oroszország;
• Madagaszkár;
• Zimbabwe.

Más államokban is vannak krómlerakódások. Ezt a fémet széles körben használják a kohászat, a tudomány, a gépészet és mások különböző ágaiban.

A legkeményebb fémek listáján az ötödik helyet a berillium szerezte meg. Felfedezése a francia Louis Nicolas Vauquelin vegyészé, amelyet 1798-ban készítettek. Ez a fém ezüstfehér színű. Keménysége ellenére a berillium rideg anyag, ami nagyon megnehezíti a feldolgozását. Kiváló minőségű hangszórók készítésére szolgál. Repülőgép-üzemanyag, tűzálló anyagok előállítására használják. A fémet széles körben használják a repülőgépgyártásban és a lézeres berendezésekben. Az atomenergetikai technikában és a röntgentechnika gyártásában is használják.

Az ozmium is szerepel a legkeményebb fémek listáján. A platinacsoport egyik eleme, és tulajdonságaiban hasonló az irídiumhoz. Ez a tűzálló fém ellenáll az agresszív környezetnek, nagy a sűrűsége és nehezen feldolgozható. Smithson Tennant angliai tudós fedezte fel 1803-ban. Ezt a fémet széles körben használják az orvostudományban. Pacemaker elemei készülnek belőle, és pulmonalis billentyűt is készítenek belőle. Széles körben használják a vegyiparban és katonai célokra is.

Az átmeneti ezüstfém-rénium a hetedik helyen áll a listánkon. Ennek az elemnek a létezésére vonatkozó feltételezést D. I. Mengyelejev 1871-ben tette fel, és német vegyészek fedezték fel 1925-ben. Már 5 évvel később sikerült létrehozni ennek a ritka, tartós és tűzálló fémnek a kitermelését. Abban az időben egy év alatt 120 kg réniumot lehetett előállítani. Mostanra 40 tonnára nőtt az éves fémtermelés mennyisége. Katalizátorok előállítására használják. Öntisztító elektromos érintkezők készítésére is használják.

Az ezüstszürke wolfram nemcsak az egyik legkeményebb fém, hanem a tűzállóságban is vezető szerepet tölt be. Csak 3422 ° C hőmérsékleten olvasztható meg. Ennek a tulajdonságának köszönhetően izzó elemek létrehozására használják. Az ebből az elemből készült ötvözetek nagy szilárdságúak, és gyakran használják katonai célokra. A volfrámot sebészeti műszerek készítésére is használják. Radioaktív anyagok tárolására szolgáló tartályok készítésére is használják.

Az egyik legkeményebb fém az urán. Peligo vegyész fedezte fel 1840-ben. DI Mengyelejev nagyban hozzájárult e fém tulajdonságainak tanulmányozásához. Az urán radioaktív tulajdonságait A. A. Becquerel tudós fedezte fel 1896-ban. Aztán egy francia vegyész Becquerel-sugaraknak nevezte a fém észlelt sugárzását. Az urán gyakori a természetben. A legnagyobb uránérc lelőhelyekkel rendelkező országok Ausztrália, Kazahsztán és Oroszország.

Az első tíz legkeményebb fém között a végső helyet a titán szerezte meg. Ezt az elemet először tiszta formában J. J. Berzelius kémikus szerezte meg Svédországból 1825-ben. A titán egy ezüstös-fehér könnyűfém, amely rendkívül tartós és ellenáll a korróziónak és a mechanikai igénybevételnek. A titánötvözeteket a gépészet, az orvostudomány és a vegyipar számos ágában használják.

A körülöttünk lévő világ még sok rejtélyt rejt magában, de még a tudósok által régóta ismert jelenségek és anyagok sem szűnnek meg ámulatba ejteni és gyönyörködni. Csodáljuk az élénk színeket, élvezzük az ízeket és használjuk mindenféle anyag tulajdonságait, amelyek kényelmesebbé, biztonságosabbá és élvezetesebbé teszik életünket. A legmegbízhatóbb és legerősebb anyagokat keresve az ember sok izgalmas felfedezést tett, és itt van egy válogatás mindössze 25 ilyen egyedi vegyületből!

25. Gyémántok

Ha nem is mindenki, de ezt szinte mindenki biztosan tudja. A gyémántok nemcsak a legtiszteltebb drágakövek közé tartoznak, hanem a Föld egyik legkeményebb ásványa is. A Mohs-skálán (a keménységi skála, amelyben egy ásványi anyag karcolásra való reakciója ad besorolást) a gyémánt a 10. sorban szerepel. Összesen 10 pozíció van a skálán, és a 10. az utolsó és legnehezebb fokozat. A gyémántok olyan kemények, hogy csak más gyémántokkal karcolhatók meg.

24. A Caerostris darwini fajba tartozó pókhálók fogása


Fotó: pixabay

Akár hiszi, akár nem, a Caerostris darwini (vagy Darwin pókhálója) erősebb az acélnál és keményebb, mint a kevlár. Ezt a hálót a világ legkeményebb biológiai anyagaként ismerték el, bár most van potenciális versenytársa, de az adatokat még nem erősítették meg. A pókszálat olyan jellemzőkre tesztelték, mint a szakító alakváltozás, az ütési szilárdság, a szakítószilárdság és a Young-modulus (az anyagnak az a tulajdonsága, hogy ellenáll a nyújtásnak, a rugalmas deformáció alatti összenyomásnak), és mindezen mutatókban a pókháló elképesztően jól mutatta magát. út. Ráadásul Darwin pókhálója hihetetlenül könnyű. Például, ha bolygónkat beburkoljuk Caerostris darwini rosttal, akkor egy ilyen hosszú cérna súlya mindössze 500 gramm lesz. Nincsenek ilyen hosszú hálózatok, de az elméleti számítások egyszerűen lenyűgözőek!

23. Airbrush


Fotó: BrokenSphere

Ez a szintetikus hab az egyik legkönnyebb rostos anyag a világon, és csak néhány mikron átmérőjű széncsövek hálózata. Az Airbrush 75-ször könnyebb, mint a polisztirol, ugyanakkor sokkal erősebb és rugalmasabb. Eredeti megjelenésénél 30-szor kisebb méretre préselhető, anélkül, hogy rendkívül rugalmas szerkezetét károsítaná. Ennek a tulajdonságnak köszönhetően az airbrushed hab a saját tömegének 40 000-szeresét is kibírja.

22. Palládium fémüveg


Fotó: pixabay

A California Institute of Technology (Berkeley Lab) tudóscsoportja új típusú fémüveget fejlesztett ki, amely az erő és a hajlékonyság szinte tökéletes kombinációját ötvözi. Az új anyag egyediségének oka abban rejlik, hogy kémiai szerkezete sikeresen elrejti a meglévő üveges anyagok törékenységét, és egyben megtartja a magas tartóssági küszöböt, ami végső soron jelentősen megnöveli ennek a szintetikus szerkezetnek a kifáradási szilárdságát.

21. Volfrámkarbid


Fotó: pixabay

A volfrámkarbid hihetetlenül kemény anyag, nagy kopásállósággal. Bizonyos körülmények között ez a vegyület nagyon sérülékenynek tekinthető, de nagy terhelés mellett egyedülálló plasztikus tulajdonságokkal rendelkezik, amelyek csúszószalagok formájában nyilvánulnak meg. Mindezen tulajdonságok miatt a volfrám-karbidot páncéltörő hegyek és különféle berendezések gyártásához használják, beleértve mindenféle vágót, csiszolókorongot, fúrót, vágót, fúrószárat és egyéb vágószerszámot.

20. Szilícium-karbid


Fotó: Tiia Monto

A szilícium-karbid a harckocsik gyártásához használt egyik fő anyag. Alacsony költségéről, kiemelkedő infúziós képességéről és nagy keménységéről ismert vegyületet gyakran használják olyan berendezések vagy felszerelések gyártására, amelyeknek el kell terelnie a golyókat, vágni vagy csiszolni más tartós anyagokat. A szilícium-karbid kiváló csiszolóanyagokat, félvezetőket és még gyémántot utánzó betéteket is készít ékszerekben.

19. Köbös bór-nitrid


Fotó: wikimedia commons

A köbös bór-nitrid a gyémánt keménységéhez hasonló szuperkemény anyag, de számos megkülönböztető előnnyel is rendelkezik - magas hőmérsékleti stabilitás és vegyszerállóság. A köbös bór-nitrid még magas hőmérséklet hatására sem oldódik vasban és nikkelben, míg a gyémánt ilyen körülmények között meglehetősen gyorsan lép kémiai reakciókba. Valójában előnyös az ipari csiszolószerszámokban való felhasználása.

18. Ultra-nagy molekulatömegű, nagy sűrűségű polietilén (UHMWPE), "Dyneema" szálmárka


Fotó: Justsail

A nagy rugalmassági modulusú polietilén rendkívül magas kopásállósággal, alacsony súrlódási együtthatóval és nagy törésállósággal (alacsony hőmérsékleti megbízhatósággal) rendelkezik. Ma a világ legtartósabb szálának tartják. A legcsodálatosabb ebben a polietilénben az, hogy könnyebb, mint a víz, és egyben képes megállítani a golyókat! A Dyneem szálakból készült kötelek és kötelek nem süllyednek el a vízben, nem igényelnek kenést és nem változtatják meg tulajdonságaikat nedves állapotban, ami nagyon fontos a hajóépítésnél.

17. Titánötvözetek


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

A titánötvözetek hihetetlenül képlékenyek és elképesztő szakítószilárdságot mutatnak. Ezen túlmenően magas hő- és korrózióállósággal rendelkeznek, ami rendkívül hasznossá teszi őket olyan területeken, mint a repülőgép-, rakéta-, hajógyártás, vegyipar, élelmiszeripar és közlekedéstechnika.

16. Folyékonyfém ötvözet


Fotó: pixabay

A California Institute of Technology által 2003-ban kifejlesztett anyag erősségéről és tartósságáról híres. A vegyület nevéhez fűződik valami törékeny és folyékony, de szobahőmérsékleten valójában szokatlanul kemény, kopásálló, nem fél a korróziótól, és hevítéskor hőre lágyuló műanyagokhoz hasonlóan átalakul. Az eddigi főbb felhasználási területek az órák, golfütők és a mobiltelefon-tokok (Vertu, iPhone).

15. Nanocellulóz


Fotó: pixabay

A nanocellulózt farostból izolálják, és egy újfajta faanyag, amely még az acélnál is erősebb! Ráadásul a nanocellulóz olcsóbb is. Az innovációban nagy lehetőségek rejlenek, és a jövőben komolyan versenyezhet az üveg- és szénszálas termékekkel. A fejlesztők úgy vélik, hogy hamarosan nagy kereslet lesz erre az anyagra a katonai páncélok, szuperrugalmas képernyők, szűrők, rugalmas akkumulátorok, abszorbens aerogélek és bioüzemanyagok gyártásában.

14. "tengeri csészealj" csigák fogai


Fotó: pixabay

Korábban már meséltünk Darwin pókhálójáról, amelyet egykor a bolygó legtartósabb biológiai anyagaként ismertek el. A legújabb kutatások azonban kimutatták, hogy a tengeri csészealj a tudomány által ismert legtartósabb biológiai anyag. Igen, ezek a fogak erősebbek, mint Caerostris darwini hálója. És ez nem meglepő, mert az apró tengeri lények a zord sziklák felszínén növekvő algákkal táplálkoznak, és ahhoz, hogy a táplálékot elválasszák a sziklától, ezeknek az állatoknak keményen kell dolgozniuk. A tudósok úgy vélik, hogy a jövőben a tengeri csészealjak fogainak rostos szerkezetének példáját a mérnöki iparban is felhasználhatjuk, és az egyszerű csigák példáján keresztül elkezdhetünk autókat, hajókat, sőt masszív repülőgépeket is építeni.

13. Martenzites acél


Fotó: pixabay

A martenzites acél nagy szilárdságú és erősen ötvözött ötvözet, kiváló hajlékonysággal és szívóssággal. Az anyag elterjedt a rakétagyártásban, és mindenféle szerszám készítésére használják.

12. Ozmium


Fotó: Periodictableru / www.periodictable.ru

Az ozmium hihetetlenül sűrű elem, keménysége és magas olvadáspontja miatt nehezen megmunkálható. Ez az oka annak, hogy az ozmiumot ott használják, ahol a tartósság és szilárdság a legnagyobb érték. Az ozmiumötvözetek megtalálhatók elektromos érintkezőkben, rakétákban, katonai lövedékekben, sebészeti implantátumokban és még sok másban.

11. Kevlár


Fotó: wikimedia commons

A kevlár egy nagy szilárdságú szál, amely autógumikban, fékbetétekben, kábelekben, protézisekben és ortopédiai termékekben, testpáncélokban, védőruházati anyagokban, hajógyártásban és pilóta nélküli légijárművek alkatrészeiben található. Az anyag szinte az erő szinonimájává vált, és hihetetlenül nagy szilárdságú és rugalmas műanyagfajta. A kevlár szakítószilárdsága 8-szor nagyobb, mint az acélhuzalé, és 450 ℃ hőmérsékleten kezd olvadni.

10. Ultra-nagy molekulatömegű, nagy sűrűségű polietilén, rost márka Spectra


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

Az UHMWPE alapvetően egy nagyon tartós műanyag. A Spectra, UHMWPE minőségű, viszont egy könnyű szál a legmagasabb kopásállósággal, tízszer jobb ebben a mutatóban, mint az acél. A kevlárhoz hasonlóan a spektrumot testpáncélok és védősisakok gyártásához használják. Az UHMWPE mellett a Dynimo spektrum márka népszerű a hajóépítő és a közlekedési ágazatban.

9. Grafén


Fotó: pixabay

A grafén a szén allotróp módosulata, és mindössze egy atom vastagságú kristályrácsa olyan erős, hogy 200-szor keményebb, mint az acél. A grafén úgy néz ki, mint egy fólia, de eltépni szinte lehetetlen feladat. A grafénlap átszúrásához egy ceruzát kell beleszúrni, amelyen egy egész iskolabusz súlyával kell egy rakományt egyensúlyozni. Sok szerencsét!

8. Szén nanocső papír


Fotó: pixabay

A nanotechnológiának köszönhetően a tudósok olyan papírt készítettek, amely 50 000-szer vékonyabb, mint az emberi hajszál. A szén nanocsövekből készült lemezek 10-szer könnyebbek, mint az acél, de ami a legmeglepőbb, akár 500-szor erősebbek is! A szuperkondenzátor elektródák gyártásához a makroszkopikus nanocső lemezek a legígéretesebbek.

7. Fém mikrorács


Fotó: pixabay

Íme a világ legkönnyebb fémje! A fém mikrorács egy szintetikus porózus anyag, amely 100-szor könnyebb, mint a hab. De ne tévesszen meg a kinézete, ezek a mikrorácsok egyben hihetetlenül erősek is, ami nagyszerű felhasználási lehetőséget rejt magában mindenféle mérnöki területen. Kiváló lengéscsillapítók és hőszigetelők készíthetők belőlük, a fém elképesztő összehúzódási és eredeti állapotába való visszatérési képessége pedig lehetővé teszi energiatárolásra is. A fém mikrorácsokat aktívan használják az amerikai Boeing cég repülőgépeinek különféle alkatrészeinek gyártásában is.

6. Szén nanocsövek


Fotó: Mstroeck felhasználó / en.wikipedia

Fentebb már volt szó a szén nanocsövekből készült ultraerős makroszkopikus lemezekről. De milyen anyag ez? Valójában ezek egy csőbe hengerelt grafénsíkok (9. pont). Az eredmény egy hihetetlenül könnyű, rugalmas és tartós anyag sokféle alkalmazáshoz.

5. Airbrush


Fotó: wikimedia commons

A grafén aerogélként is ismert anyag rendkívül könnyű és egyben tartós. A gél új formájában a folyékony fázist teljesen felváltja a gáznemű, és szenzációs keménységgel, hőállósággal, alacsony sűrűséggel és alacsony hővezető képességgel jellemezhető. Hihetetlen, hogy a grafén aerogél hétszer könnyebb, mint a levegő! Az egyedülálló vegyület 90%-os tömörítés után is képes visszanyerni eredeti formáját, és az abszorpcióhoz használt festékszóró tömegének 900-szorosát képes felszívni. Talán a jövőben ez az anyagosztály segít az olyan környezeti katasztrófák elleni küzdelemben, mint az olajszivárgás.

4. Cím nélküli anyag, a Massachusetts Institute of Technology (MIT) által kifejlesztett


Fotó: pixabay

Miközben ezeket a sorokat olvassa, az MIT tudósaiból álló csapat a grafén tulajdonságainak javításán dolgozik. A kutatók elmondták, hogy már sikerült ennek az anyagnak a kétdimenziós szerkezetét háromdimenzióssá alakítaniuk. Az új grafén anyag még nem kapta meg a nevét, de már ismert, hogy sűrűsége 20-szor kisebb, mint az acélé, szilárdsága pedig 10-szer nagyobb, mint az acélé.

3. Carbin


Fotó: Smokefoot

Bár ezek csak lineáris szénatomok láncai, a karbin 2-szer akkora szakítószilárdsággal rendelkezik, mint a grafén, és háromszor keményebb, mint a gyémánt!

2. Bór-nitrid wurtzit módosítás


Fotó: pixabay

Ez az újonnan felfedezett természetes anyag vulkánkitörések során keletkezik, és 18%-kal keményebb, mint a gyémánt. Azonban számos más paraméterben felülmúlja a gyémántokat. A wurtzit-bór-nitrid a Földön található két természetes anyag egyike, amely keményebb a gyémántnál. A probléma az, hogy nagyon kevés ilyen nitrid található a természetben, ezért nem könnyű tanulmányozni vagy a gyakorlatban alkalmazni.

1. Lonsdaleite


Fotó: pixabay

A hatszögletű gyémántként is ismert lonsdaleite szénatomokból áll, de ebben a módosításban az atomok kissé eltérően helyezkednek el. A wurtzit-bór-nitridhez hasonlóan a lonsdaleite is egy természetes anyag, amely keményebb a gyémántnál. Ráadásul ez a csodálatos ásvány 58%-kal keményebb a gyémántnál! A wurtzit módosulat bór-nitridjéhez hasonlóan ez a vegyület is rendkívül ritka. Néha a lonsdaleit akkor képződik, amikor meteoritok, köztük grafit ütköznek a Földdel.

Üzleti blogok