Kunt u zich voorstellen wat er zou zijn gebeurd als onze voorouders geen belangrijke metalen zoals zilver, goud, koper en ijzer hadden ontdekt? We zouden waarschijnlijk nog steeds in hutten wonen, met steen als ons belangrijkste gereedschap. Het is de kracht van het metaal dat een belangrijke rol heeft gespeeld bij het vormgeven van ons verleden en dat nu werkt als de basis waarop we de toekomst bouwen.

Sommigen van hen zijn erg zacht en smelten letterlijk in je handen, zoals het meest actieve metaal ter wereld. Anderen zijn zo hard dat ze niet kunnen worden gebogen, bekrast of gebroken zonder het gebruik van speciale apparatuur.

En als u geïnteresseerd bent in welke metalen de hardste en meest duurzame ter wereld zijn, zullen we deze vraag beantwoorden, rekening houdend met verschillende schattingen van de relatieve hardheid van materialen (schaal van Mohs, Brinell-methode), evenals parameters zoals:

• Young's modulus: houdt rekening met de elasticiteit van een element dat onder spanning staat, dat wil zeggen het vermogen van een object om weerstand te bieden onder elastische vervorming.
• Opbrengststerkte: bepaalt de maximale treksterkte van een materiaal, waarna het ductiel gedrag begint te vertonen.
• Treksterkte: ultieme trekspanning waarna het materiaal begint te breken.

10. Tantaal

Dit metaal heeft drie voordelen tegelijk: het is duurzaam, dicht en zeer corrosiebestendig. Bovendien behoort dit element tot de groep vuurvaste metalen zoals wolfraam. Om tantaal te smelten, moet je een vuurtje stoken bij een temperatuur van 3017 ° C.

Tantaal wordt voornamelijk gebruikt in de elektronicasector voor de productie van duurzame, zware condensatoren voor telefoons, thuiscomputers, camera's en zelfs voor elektronische apparaten in auto's.

9. Beryllium

Maar het is beter om deze metalen knappe man niet te benaderen zonder beschermende uitrusting. Omdat beryllium zeer giftig is en een kankerverwekkend en allergisch effect heeft. Als u lucht inademt die stof of dampen van beryllium bevat, zal er een beryllioseziekte optreden die de longen aantast.

Beryllium is echter niet alleen schadelijk, maar ook goed. Voeg bijvoorbeeld slechts 0,5% beryllium toe aan staal en krijg veren die veerkrachtig zijn, zelfs als ze op rood vuur worden gebracht. Ze zijn bestand tegen miljarden laadcycli.

Beryllium wordt gebruikt in de lucht- en ruimtevaartindustrie om thermische schermen en geleidingssystemen te maken, om vuurvaste materialen te maken. En zelfs de vacuümbuis van de Large Hadron Collider is gemaakt van beryllium.

8. Uranus

Deze natuurlijke radioactieve stof is zeer wijdverbreid in de aardkorst, maar geconcentreerd in bepaalde vaste rotsformaties.

Een van de hardste metalen ter wereld heeft twee commercieel belangrijke toepassingen: kernwapens en kernreactoren. De eindproducten van de uraniumindustrie zijn dus bommen en radioactief afval.

7. IJzer en staal

Als zuivere stof is ijzer niet zo solide in vergelijking met andere beoordelingsdeelnemers. Maar vanwege de minimale mijnbouwkosten wordt het vaak gecombineerd met andere elementen voor staalproductie.

Staal is een zeer sterke legering van ijzer en andere elementen zoals koolstof. Dit is het meest gebruikte materiaal in de bouw, techniek en andere industrieën. En zelfs als je er niets mee te maken hebt, gebruik je toch elke keer staal als je producten snijdt met een mes (tenzij het natuurlijk keramiek is).

6. Titanium

Titanium staat bijna synoniem voor kracht. Het heeft een indrukwekkende specifieke sterkte (30-35 km), die bijna twee keer zo hoog is als het vergelijkbare kenmerk van gelegeerd staal.

Omdat het een vuurvast metaal is, is titanium zeer goed bestand tegen hitte en slijtage, daarom is het een van de meest populaire legeringen. Het kan bijvoorbeeld worden gelegeerd met ijzer en koolstof.

Als je een zeer solide en tegelijkertijd zeer lichtgewicht constructie nodig hebt, is het beter dan metaal om titanium te vinden. Dit maakt hem de eerste keus voor het maken van verschillende onderdelen in de vliegtuig- en raketwetenschap en scheepsbouw.

5. Rhenium

Dit is een zeer zeldzaam en duur metaal, dat, hoewel het in zijn pure vorm in de natuur voorkomt, meestal wordt geleverd met een “mengsel” van molybdeniet.

Als het Iron Man-kostuum van rhenium was gemaakt, zou het bestand zijn tegen temperaturen van 2000 ° C zonder verlies van kracht. Wat er na zo'n "vuurshow" met Iron Man zelf in het kostuum zou gebeuren, zullen we zwijgen.

Rusland is het derde land ter wereld wat betreft natuurlijke reserves van renium. Dit metaal wordt gebruikt in de petrochemische industrie, elektronica en elektrotechniek, maar ook voor het maken van vliegtuigmotoren en raketten.

4. Chroom

Volgens de schaal van Mohs, die de weerstand van chemische elementen tegen krassen meet, staat chroom in de top vijf, de tweede alleen voor boor, diamant en wolfraam.

Chroom wordt gewaardeerd om zijn hoge corrosiebestendigheid en hardheid. Het is gemakkelijker te hanteren dan metalen uit de platinagroep, bovendien komt het vaker voor, daarom is chroom een ​​populair element dat wordt gebruikt in legeringen zoals roestvrij staal.

En een van de sterkste metalen op aarde wordt gebruikt om voedingssupplementen te maken. Natuurlijk neem je niet puur chroom mee naar binnen, maar de voedingsstof met andere stoffen (bijvoorbeeld chroompicolinaat).

3. Iridium

Net als zijn "broer" osmium behoort iridium tot de metalen uit de platinagroep en lijkt qua uiterlijk op platina. Het is erg moeilijk en ongevoelig. Om iridium te smelten, moet je een kampvuur maken met temperaturen boven 2000 ° C.

Iridium wordt beschouwd als een van de zwaarste metalen op aarde en als een van de meest corrosiebestendige elementen.

2. Osmium

Deze "taaie noot" in de wereld van metalen behoort tot de platinagroep en heeft een hoge dichtheid. In feite is het het dichtste natuurlijke element op aarde (22,61 g / cm3). Om dezelfde reden smelt osmium niet tot 3033 ° C.

Wanneer het is gelegeerd met andere metalen uit de platinagroep (zoals iridium, platina en palladium), kan het op veel verschillende gebieden worden gebruikt waar hardheid en duurzaamheid nodig zijn. Bijvoorbeeld om containers te maken voor de opslag van kernafval.

1. Wolfraam

Het meest duurzame metaal dat in de natuur bestaat. Dit zeldzame chemische element is ook het meest vuurvaste metaal (3422 ° C).

Het werd voor het eerst ontdekt in de vorm van zuur (wolfraamtrioxide) in 1781 door de Zweedse chemicus Karl Scheele. Verder onderzoek bracht twee Spaanse wetenschappers, Juan José en Fausto d'Eljujar, ertoe het zuur te ontdekken van het minerale wolfraam, waaruit ze vervolgens wolfraam isoleerden met houtskool.

Naast het wijdverbreide gebruik in gloeilampen, maakt het vermogen van wolfraam om in extreme hitte te werken het een van de meest aantrekkelijke elementen voor de wapenindustrie. Tijdens de Tweede Wereldoorlog speelde dit metaal een belangrijke rol bij het aanknopen van economische en politieke betrekkingen tussen Europese landen.

Wolfraam wordt ook gebruikt voor de fabricage van harde legeringen en in de lucht- en ruimtevaartindustrie - voor de fabricage van raketnozzles.

Tabel met treksterkte van metalen

Legeringen tegen metalen

Legeringen zijn combinaties van metalen en de belangrijkste reden voor hun creatie is om een ​​duurzamer materiaal te verkrijgen. De belangrijkste legering is staal, een combinatie van ijzer en koolstof.

Hoe hoger de sterkte van de legering, hoe beter. En gewoon staal is hier geen "kampioen". Veelbelovend zijn metallurgielegeringen op basis van vanadiumstaal: verschillende bedrijven produceren opties met een treksterkte tot 5205 MPa.

En de meest duurzame en hardste van biocompatibele materialen op dit moment is een titaniumlegering met β-Ti3Au-goud.

Bekijk de video: TOP 10 BEROEMDE NEDERLANDSE UITVINDINGEN! (November 2024).