Сьогодні ми розглянемо найбільш міцні метали в світі і обговоримо їх властивості. І відкриває “рейтинг міцності” титан.
Не самий міцний?
Назва металу, імовірно, походить від імені давньогрецького героя Титану. Тому цей метал асоціюється у нас з незламністю. Багато вважають титан самим міцним металом у світі. Проте насправді це далеко не так.
Чистий титан був вперше отриманий у 1925 році. На новий матеріал відразу ж звернули увагу завдяки ряду властивостей. Титан почали дуже активно застосовувати у промисловій сфері.
Сьогодні титан знаходиться на 10 місці серед природних металів за поширеністю. У земній корі його міститься близько 700 млн тонн. Тобто нинішнього сировини вистачить ще на 150 років.
Титан відрізняють чудові властивості. Це легкий і міцний метал, стійкий до корозії. Він з легкістю піддається термічній обробці, має широкий діапазон застосування. Він взаємодіє з іншими елементами таблиці Менделєєва тільки при нагріванні. У природі міститься в рутилових і ільменітових рудах. Чистий титан одержують шляхом спікання руди з хлором.
Він здатний витримувати величезні навантаження. Відрізняється метал високою міцністю і опірністю ударному дії. Його використовують при виготовленні транспортних засобів, ракет і навіть підводних човнів. Титан витримує силу тиску навіть на великих глибинах.
Популярний він і в медичній промисловості. Протези на його основі не взаємодіють з тканинами організму і не схильні до корозії. Але через роки він починає зношуватися, що змушує заміняти протез на новий.
Нові розробки
У 2016 році вчені відшукали спосіб удосконалити властивості титану і зробити його ще більш міцним. Основна мета досліджень – знайти більш стійкий матеріал, при цьому сумісний з тканинами організму. І тут згадали про золото, яке довгі роки застосовується в протезуванні.
Сплав титану і золота, після кількох спроб знайти ідеальне співвідношення складових, виявився неймовірно міцним. В 4 рази міцніше інших металів, що використовуються сьогодні для протезування.
Тантал
Один з найбільш міцних металів. Названий на честь давньогрецького бога Тантала, який роздратував Зевса і був скинений у пекло. Має сріблясто-білий колір з синюватим відливом. Є характерним елементом гранітної і лужної магми. Його добувають з мінералу колтана, найбільші родовища якого знаходяться в Бразилії та Африці.
Він був відкритий в далекому 1802 році. Тоді його вважали різновидом колумбія, але пізніше встановили – це два різних металу, схожих за властивостями. Лише через 100 років вдалося отримати чистий тантал. Вартість його сьогодні досить висока – 150 доларів за 1 кг металу.
Тантал – тугоплавкий метал з досить високою щільністю. З хімічної точки зору він стабільний, так як не розчиняється в розбавлених кислотах. У вигляді порошку тантал непогано горить на повітрі. Використовується для виготовлення електролітичних конденсаторів, нагрівачів в вакуумних печах. Танталові конденсатори збільшують термін експлуатації електронних систем до 10-12 років. Примітно, що знайшли застосування йому навіть ювеліри – їм замінюють платину.
Випробування металів на міцність показало – сплав танталу і вольфраму має майже стовідсоткову фортеця.
Осмій – самий-самий…
Осмій – ще один неймовірно міцний метал. Він також входить в список найбільш рідкісних і дорогих. У складі земної кори він присутній в мізерних кількостях. Відноситься до розсіяним, тобто не має власних родовищ. Тому видобуток його супроводжується величезними складнощами.
Осмій належить до групи платинових металів. Вартість його становить близько 10 000 доларів за 1 грам. За ціною він поступається лише штучного каліфорнію. Він складається з кількох ізотопів, які неймовірно складно розділити. При цьому найбільш затребуваними є ізотоп осмій-187. Його ціна за 1 грам доходить до 200 000 доларів!
Осмій – рекордсмен по щільності серед металів. Крім цього, він є високоміцним металом. Сплави, у складі яких присутній осмій, набувають стійкості до корозії, стають більш міцними і довговічними. Застосовують метал у чистому вигляді, наприклад, для виготовлення дорогих авторучок, які практично не зношуються і пишуть роками.
Хром
Хром, кобальт і вольфрам відомі науці ще з 1913 року і об’єднані під загальною назвою – стелліти. Вони зберігають твердість навіть при температурі 600 градусів за Цельсієм.
В основному цей метал міститься в глибоких шарах Землі. Також він зустрічається у складі кам’яних метеоритів, які вважаються аналогами нашої мантії. Промислову цінність представляють тільки хромшпинелиды. Багато мінерали, у складі яких зустрічається хром, абсолютно марні. Найбільш чистий хром одержують шляхом електролізу концентрованих водних розчинів або електролізу сульфату хрому.
Метал в поєднанні зі сталлю значно посилює її міцність, а також додає стійкості до окислення. Він удосконалює характеристики сталі, при цьому не знижуючи її пластичності.
Рутеній
Належить до платинової групи і відноситься до благородних металів. Проте з їх списку рутеній вважають найменш благородним… Відкрив його учений Карл-Ернст Клаус в 1844 році. Примітно, що професор постійно нюхав і пробував на смак результати своїх досліджень. Одного разу він навіть отримав опік ротової порожнини, коли дегустував одне із з’єднань відкритого ним рутенія.
Його світові запаси на сьогоднішній день складає близько 5 000 тонн. Рутеній тривалий час досліджують, проте багато його властивості поки невідомі. Вся проблема в тому, що поки не було знайдено способу повного очищення рутенія. Забрудненість сировини заважає дослідити його властивості. Однак медики впевнені, що використання металу в побуті здатне підвищити захворюваність серед населення. Тому викид ізотопу рутенія-106 на Уралі викликав такий резонанс у пресі. Адже рутеній-106 має радіоактивні властивості.
При цьому вартість його в 2017 році несподівано перевершила всі платинові метали.
Іридій – найміцніший метал
Саме іридій відрізняється найвищою міцністю. Так, він поступається осмію по щільності, але має найвищий коефіцієнт міцності. Його також називають самим рідкісним з металів, однак насправді зміст астата в земній корі ще менше.
Іридій вивчали дуже обережно. Через 70 років його основні властивості – неймовірна міцність і стійкість до корозії, стали відомі всьому світу. Сьогодні він застосовується в безлічі галузей. Левову частку металу експлуатує хімічна промисловість. Частина, що залишилася, розподілена на безліч інших областей, серед яких – медицина, ювелірна справа. Іридій в поєднанні з платиною створює якісні і довговічні прикраси.
