Металът се използва от хората от древни времена. Най-достъпният и работещ метал в природата е медта. Медни изделия под формата на домакински съдове са открити от археолозите по време на разкопки на древни селища. С напредването на технологиите човекът се научи да прави сплави от различни метали, които му бяха полезни при производството на битови предмети и оръжия. И така най-много здрав металв света.
Титан
Този необичайно красив сребристо-бял метал е открит почти едновременно в края на 18 век от двама учени - англичанинът У. Грегъри и германецът М. Клапрот. Според една версия титанът е получил името си в чест на героите от древногръцките митове, могъщите титани, според друга - от Титания, кралицата на феите от германската митология - поради своята лекота. По онова време обаче те не намериха приложение за това.
След това през 1925 г. физиците в Холандия успяват да изолират чист титан и откриват многобройните му предимства. Това са високи нива на технологичност, специфична якост и устойчивост на корозия, много висока якост при високи температури. Освен това има висока устойчивост на корозия. Тези фантастични фигури веднага привлякоха инженери и дизайнери.
През 1940 г. ученият Крол получава чист титан по магнезиево-термичен метод и оттогава този метод е основен. Най-здравият метал на земята се добива на много места по света – Русия, Украйна, Китай, Южна Африка и др.
Титанът е два пъти по-здрав от желязото по отношение на механичните параметри, шест пъти по-здрав от алуминия. Титановите сплави са този моментнай-издръжливите в света и следователно са намерили приложение във военните (проектиране на подводници, ракети), корабостроенето и авиационната индустрия (на свръхзвукови самолети).
Този метал също е невероятно пластичен, така че от него могат да бъдат направени всякакви форми - листове, тръби, тел, лента. Титанът се използва широко за производството на медицински протези (в същото време той е биологично идеално съвместим с тъканите на човешкото тяло), бижута, спортно оборудване и др.
Използва се и в химическото производство поради антикорозионните си свойства, този метал не корозира в агресивна среда. И така, за целите на тестването, титаниева плоча беше поставена в морска вода и след 10 години тя дори не ръждясваше!
Поради високото си електрическо съпротивление и немагнитизиращи свойства, той се използва широко в радиоелектрониката, например в структурни части. мобилни телефони. Използването на титан в областта на стоматологията е много обещаващо, особено важно е способността му да се слива с човешката костна тъкан, което придава здравина и здравина по време на протезирането. Той се използва широко в производството на медицински инструменти.
Уран
Естествените окислителни свойства на урана са били използвани от древността (1 век пр.н.е.) при производството на жълти глазури в керамика. Един от най-известните дълготрайни метали в световната практика, той е слабо радиоактивен и се използва в производството на ядрено гориво. 20-ти век дори е наречен „ера на Уран“. Този метал има парамагнитни свойства.
Уранът е 2,5 пъти по-тежък от желязото, образува много химични съединения, а в производството му се използват сплави с елементи като калай, олово, алуминий, живак и желязо.
Волфрам
Това е не само най-здравият метал в света, но и много рядък, който дори не се добива никъде, а е получен химически през 1781 г. в Швеция. Най-устойчивият на температура метал в света. Поради високата си огнеупорност, той се поддава добре на коване, докато се изтегля в тънка нишка.
Най-известната му употреба е като волфрамова жичка в електрически крушки. Използва се широко за производството на специални инструменти (резци, фрези, хирургически) и в производството на бижута. Поради свойството си да не пропуска радиоактивни лъчи се използва за производство на контейнери за съхранение на ядрени отпадъци. Находищата на волфрам в Русия се намират в Алтай, Чукотка и Северен Кавказ.
Рений
Получава името си в Германия (река Рейн), където е открит през 1925 г., самият метал има бял цвят. Добива се както в чиста форма (Курилските острови), така и при добива на суровини от молибден и мед, но в много малки количества.
Най-здравият метал на земята е много твърд и плътен, той се топи идеално. Силата е висока и не зависи от температурните промени, недостатъкът е високата цена, отровна за хората. Използва се в електрониката и авиационната индустрия.
Осмий
Най-тежкият елемент, например, килограм осмий изглежда като топка, която лесно се побира в ръката. Принадлежи към платинената група метали, на цена няколко пъти по-висока от златото. Името получи името си поради лошата миризма по време на химическа реакция, извършена от английския учен С. Тенант през 1803 г.
Външно изглежда много красиво: лъскави сребърни кристали със син и син оттенък. Обикновено се използва като добавка към други метали в промишлеността (металокерамични ножове с повишена якост, остриета на медицински ножове). Неговите немагнитни и издръжливи свойства се използват при производството на високопрецизни инструменти.
Берилий
Получен е от химика Пол Лебо в края на 19 век. Първоначално този метал е наречен "сладък" заради сладкия му вкус. След това се оказа, че той има други привлекателни и оригинални свойства, например, той не иска да влиза в никакви химични реакции с други елементи с редки изключения (халоген).
Най-здравият метал в света е едновременно твърд, чуплив, лек и силно токсичен. Неговата изключителна здравина (например тел с диаметър 1 mm може да издържи теглото на човек) се използва в лазерната и космическата техника и ядрената енергетика.
Нови открития
Можем да продължим да говорим за много здрави метали, но техническият прогрес върви напред. Учени от Калифорния наскоро съобщиха на света за появата на "течен метал" (от думата "течност"), превъзхождащ по сила титан. Освен това се оказа супер лек, гъвкав и с висока якост. Следователно учените трябва да създадат и разработят начини за използване на нов метал и в бъдеще, може би, да направят много повече открития.
От детството си знаем това най-много издръжлив метал- това е стомана. Всичко желязо се свързва с него.
Железният човек, желязната лейди, стоманен характер. Като казваме тези фрази, имаме предвид невероятна сила, сила, твърдост.
Дълго време стоманата е основният материал в производството и оръжията. Но стоманата не е метал. За да бъдем по-точни, това не е напълно чист метал. Това е с въглерод, в който присъстват и други метални добавки. Чрез прилагане на добавки, т.е. промени свойствата си. След това се обработва. Производството на стомана е цяла наука.
Най-здравият метал се получава чрез въвеждане на подходящи сплави в стоманата. Може да бъде хром, който също дава устойчивост на топлина, никел, който прави стоманата твърда и еластична и др.
В някои позиции стоманата започна да измества алуминия. Времето минаваше, скоростта се увеличаваше. Алуминият също не издържа. Трябваше да се обърна към титана.
Да, титанът е най-здравият метал. За да се дадат стоманени характеристики с висока якост, към нея беше добавен титан.
Открит е през XVIII век. Поради неговата крехкост беше невъзможно да се използва. С течение на времето, след като са получили чист титан, инженерите и дизайнерите се интересуват от неговата висока специфична якост, ниска плътност, устойчивост на корозия и високи температури. Неговата физическа сила надвишава силата на желязото няколко пъти.
Инженерите започнаха да добавят титан към стоманата. Резултатът беше най-издръжливият метал, който намери приложение в среда на свръхвисоки температури. По това време никоя друга сплав не можеше да ги издържи.
Ако си представите самолет, който лети три пъти по-бързо, отколкото можете да си представите, как металната обвивка се нагрява. Ламарината на обшивката на самолета при такива условия се нагрява до +3000C.
Днес титанът се използва неограничено във всички области на производството. Това са медицината, самолетостроенето, корабостроенето.
С цялата очевидност можем да кажем, че в близко бъдеще титанът ще трябва да се премести.
Учени от САЩ в лабораториите на Тексаския университет в Остин откриха най-тънкия и издръжлив материал на Земята. Нарекоха го графен.
Представете си плоча, чиято дебелина е равна на дебелината на един атом. Но такава плоча е по-здрава от диамант и провежда електричество сто пъти по-добре от силиконовите компютърни чипове.
Графенът е материал с невероятни свойства. Скоро ще напусне лабораториите и с право ще заеме мястото си сред най-издръжливите материали във Вселената.
Дори е невъзможно да си представим, че няколко грама графен биха били достатъчни, за да покрият футболно игрище. Ето го металът. Тръбите, изработени от такъв материал, могат да се полагат ръчно без използване на повдигащи и транспортни механизми.
Графенът, подобно на диаманта, е най-чистият въглерод. Гъвкавостта му е невероятна. Такъв материал лесно се огъва, перфектно се сгъва и перфектно се навива.
Производителите на сензорни екрани вече са започнали да го разглеждат, слънчеви панели, мобилни телефонии накрая, супер бързи компютърни чипове.
Време за четене: 5 минути.
Металите съпътстват човечеството почти през целия му съзнателен живот. Започна, разбира се, с медта, тъй като тя е най-ковкият материал и достъпен в природата.
Еволюцията е помогнала на хората да се развият значително в технически терминии с течение на времето започнаха да измислят сплави, които ставаха все по-здрави. В наше време експериментите продължават и всяка година се появяват нови здрави сплави. Нека разгледаме най-добрите от тях.
Титан
Титанът е материал с висока якост, който се използва широко в много индустрии. Най-често срещаната област на приложение е авиацията. Всичко е по вина на успешна комбинация от ниско тегло и висока якост. Също така свойствата на титана са висока специфична якост, устойчивост на физически влияния, температури и корозия.
Уран
Един от най-издръжливите елементи. AT природни условиятова е слаб радиоактивен метал. Може да се появи в свободно състояние, много е тежък и е широко разпространен по целия свят поради парамагнитните си свойства. Уранът е гъвкав, има висока ковкост при коване и относителна пластичност.
Волфрам
Най-огнеупорният метал, известен днес. Има сребристо-сив цвят е така нареченият преходен елемент. Свойствата на волфрама го правят устойчив на химическа атака и ковък. Най-известната област на приложение се използва в лампите с нажежаема жичка.
Рений
Сребристо бял метал. В природата се среща в чист вид, но има и молибденова суровина, в която също се намира. Отличителна черта на рения е огнеупорността. Той принадлежи към скъпите метали, така че цената му също излиза извън мащаба. Основната област на приложение е електрониката.
Осмий
Осмият е сребристо-бял метал с лек син оттенък. Той принадлежи към групата на платината и има необичайно голямо сходство с иридий в такива свойства като огнеупорност, твърдост и крехкост.
Берилий
Този метал е елемент със светлосив оттенък и висока токсичност. Притежавайки такива необичайни свойства, материалът е намерил широко приложение в областта на ядрената енергетика и лазерните технологии. Високата якост на берилия позволява да се използва при производството на легиращи сплави.
хром
Синкаво-белият нюанс прави хрома да се откроява от списъка. Устойчив е на основи и киселини. В природата може да се намери в чист вид. Хромът често се използва за създаване на различни сплави, които се използват допълнително в областта на медицината и химическото оборудване.
Ферохромът е сплав от хром и желязо. Използва се при производството на металорежещи инструменти.
Тантал
Това е сребрист метал с висока твърдост и плътност. Оловният нюанс върху метала се образува поради появата на оксиден филм на повърхността. Металът е добре обработен.
Към днешна дата танталът се използва успешно при изграждането на ядрени реактори и металургичното производство.
Рутений
Сребрист метал, който принадлежи към групата на платината. Има необичаен състав: включва мускулната тъкан на живите организми. Друг отличителен факт е, че рутеният се използва като катализатор за много химични реакции.
Иридий
В нашата класация този метал заема първия ред. Има сребристо бял цвят. Иридият също принадлежи към групата на платината и има най-висока твърдост от горните метали. В съвременния свят се използва много често. По принцип се добавя към други метали, за да се подобри тяхната устойчивост на киселинни среди. Самият метал е много скъп, тъй като е много слабо разпространен в природата.
Прочетете също:
много любовници интересни фактиЧудя се кой метал е най-твърд? И набързо да отговорите на този въпрос няма да е лесно. Разбира се, всеки учител по химия може лесно да каже правилно, без дори да мисли. Но сред обикновените граждани, които последно са учили химия в училище, не много ще могат да дадат правилен и бърз отговор. Това се дължи на факта, че всеки е свикнал да прави различни играчки от тел от детството си и си спомня добре, че медта и алуминият са меки и лесни за огъване, но стоманата, напротив, не е толкова лесна за придаване на желаната форма. Човек най-често се занимава с трите посочени метала, така че дори не обмисля останалите кандидати. Но стоманата със сигурност не е най-твърдият метал в света. Честно казано, трябва да се отбележи, че това изобщо не е метал в химически смисъл, а съединение на желязо с въглерод.
Какво е титан?
Най-твърдият метал е титанът. Чистият титан е получен за първи път през 1925 г. Това откритие нашумя в научните среди. Индустриалците веднага привлякоха вниманието към новия материал и оцениха предимствата от използването му. Според официалната версия най-твърдият метал на Земята е получил името си в чест на неразрушимите титани, които според древногръцката митология са били основателите на света.
Според учените общите световни запаси от титан днес са около 730 милиона тона. При сегашния темп на добив на изкопаеми суровини ще има достатъчно за още 150 години. Титанът се нарежда на 10-то място по природни запаси сред всички известни метали. Най-големият производител на титан в света е Руска компания VSMPO-Avisma, която задоволява до 35% от световните нужди. Компанията се занимава с пълен цикъл на преработка от добива на руда до производството на различни продукти. Отнема около 90% руски пазарза производство на титан. около 70% Завършени продуктиотива за износ.
Титан - лек металсребрист на цвят с точка на топене 1670 градуса по Целзий. Проявява висока химическа активност само при нагряване, при нормални условия не реагира с повечето химични елементи и съединения. В природата не се среща в чист вид. Често се среща под формата на рутил (титанов диоксид) и илменит (сложно вещество, състоящо се от титанов диоксид и железен оксид) руди. Чистият титан се възстановява чрез синтероване на рудата с хлор и след това изместване на по-активния метал (най-често магнезий) от получения тетрахлорид.
Промишлени приложения на титан
Най-твърдият метал има доста широка гама от приложения в много индустрии. Аморфно подредените атоми осигуряват на титана най-високо ниво на якост на опън и усукване, добра устойчивост на удар и високи магнитни качества. Металът се използва за направата на корпуси и ракети за въздушен транспорт. Той се справя добре с огромните натоварвания, които машините изпитват на големи височини. Титанът се използва и при производството на корпуси за подводници, тъй като е в състояние да издържа на високо налягане на големи дълбочини.
В медицинската индустрия металът се използва при производството на протези и зъбни импланти, както и хирургически инструменти. Като легиращ елемент, елементът се добавя към някои марки стомана, което им придава повишена якост и устойчивост на корозия. Титанът е много подходящ за леене, тъй като ви позволява да получите идеално гладки повърхности. Също така се прави от Бижутаи декоративни елементи. Активно се използват и титанови съединения. Белите бои са направени от диоксид, те се добавят към състава на хартия и пластмаса.
Комплексните органични титанови соли се използват като втвърдяващ катализатор в производството на бои и лакове. Титановият карбид се използва за направата на различни инструменти и приспособления за обработка и пробиване на други метали. В прецизното инженерство титановият алуминид се използва за производство на устойчиви на износване елементи, които имат висока граница на безопасност.
Повечето твърда сплавметал е получен от американски учени през 2011 г. Състои се от паладий, силиций, фосфор, германий и сребро. нов материалнаречено "метално стъкло". Той комбинира твърдостта на стъклото и пластичността на метала. Последното не позволява пукнатини да се разпространяват, както се случва със стандартното стъкло. Естествено, материалът не е пуснат в широко производство, тъй като неговите компоненти, особено паладият, са редки метали и са много скъпи.
В момента усилията на учените са насочени към намиране на алтернативни компоненти, които да запазят получените свойства, но значително да намалят себестойността на производството. От получената сплав обаче вече се произвеждат отделни части за космическата индустрия. Ако в структурата могат да бъдат въведени алтернативни елементи и материалът стане широко разпространен, тогава е напълно възможно той да се превърне в една от най-търсените сплави на бъдещето.
Повечето от елементите на периодичната таблица се отнасят до метали. Те се различават по физични и химични характеристики, но имат общи свойства: висока електрическа и топлопроводимост, пластичност, положителна температура. Повечето метали са твърди при нормални условия, има едно единствено изключение от това правило - живакът. Хромът се счита за най-твърдия метал.
През 1766 г. в една от мините близо до Екатеринбург е открит неизвестен досега минерал с наситен червен цвят. Той получи името "сибирско червено олово". Съвременното име за това е "крокоит", неговият PbCrO4. Новият минерал привлече вниманието на учените. През 1797 г. френският химик Вокелин, провеждайки експерименти с него, изолира нов метал, по-късно наречен хром.
Хромните съединения имат ярък цвят от различни цветове. За това той получи името си, защото на гръцки "хром" означава "боя".
В чист вид това е синкаво-сребрист метал. Това е най-важният компонент на легираните (неръждаеми) стомани, придавайки им устойчивост на корозия и твърдост. Хромът се използва широко в галванопластиката, за нанасяне на красиво и устойчиво на износване защитно покритие, както и в обработката на кожа. Неблагородни сплави се използват за направата на ракетни части, топлоустойчиви дюзи и др. Повечето източници твърдят, че хромът е най-твърдият метал от всички съществуващи. Твърдостта на хрома (в зависимост от условията на експеримента) достига 700-800 единици по скалата на Бринел.
Хромът, въпреки че се счита за най-твърдия метал на земята, е само малко по-нисък по твърдост от волфрама и урана.
Как се получава хром в промишлеността
Хромът е част от много минерали. Най-богатите находища на хромови руди се намират в Южна Африка (Република Южна Африка). Има много хромови руди в Казахстан, Русия, Зимбабве, Турция и някои други страни. Най-разпространена е хромовата желязна руда Fe (CrO2) 2. От този минерал хромът се получава чрез изпичане в електрически пещи върху слой кокс. Реакцията продължава следната формула: Fe (CrO2) 2 + 4C = 2Cr + Fe + 4CO.
Най-твърдият метал от хромова желязна руда може да се получи по друг начин. За да направите това, минералът първо се слива с калцинирана сода, което води до образуването на натриев хромат Na2CrO4. След това, след подкисляване на разтвора, хромът се превръща в дихромат (Na2Cr2O7). От натриев бихромат чрез калциниране с въглища се получава основен хромен оксид Cr2O3. На финален етап, след взаимодействието на този оксид с алуминия при висока температура се образува чист хром.