Какой металл самый прочный в мире: ТОП-20 самых твердых металлов в мире

Содержание

Самое прочное железо в мире. Самый твердый металл в мире. Самые прочные из металлов

При упоминании слова «металл», наверняка, каждый рисует в своем воображении твердый, долговечный и суперпрочный лист железа, который невозможно просто так загнуть или сломать. Однако металлы бывают самые разные. И если вы задаетесь вопросом, какой металл самый прочный в мире, то мы предоставим вам достоверный ответ и расскажем о таком металле. Им является материал серебристо-белого цвета, который носит название «титан».

Кем и когда открыт?

Над открытием данного металла потрудились сразу два ученых – англичанин У.Грегори и немец М.Клаптор. Они обнаружили данный элемент в конце восемнадцатого столетия, но с промежутком в шесть лет. В таблице Менделеева титан появился под двадцать вторым порядковым номером сразу после открытия металла учеными. Однако из-за высокой хрупкости титан длительное время не находил применения. А в 1925г. голландские физики сделали настоящее открытие, выделив чистейший титан, сочетающий в себе много преимуществ. Металл стал отличаться высокой технологичностью, прекрасной удельной прочностью, устойчивостью к воздействию коррозии и невероятной прочностью при воздействии высокотемпературного режима.

Основные характеристики титана

Самый прочный металл в мире, созданный учеными в 1925г., является невероятно пластичным, что позволяет создавать из него листы, прутья, ленты, трубы, проволоку и фольгу. По твердости титан тверже железа и меди в четыре раза, а также по данному параметру титан превосходит алюминий в двенадцать раз. Титановые изделия сохраняют свою прочность даже при воздействии высоких температур. Детали из титана способны служить долгий срок под воздействием сверхвысоких нагрузок.

Также самый прочный металл на Земле отличается отличными антикоррозийными характеристиками. Например, помещенная в морскую воду пластинка из титана в течение десяти лет не подвергалась воздействию ржавчины. Повышенный интерес к этому металлу есть у электротехников и радиоэлектроников – а все потому, что самый крепкий в мире металл имеет значительное электросопротивление и отличается немагнитными свойствами.

Почему данный металл назвали «титаном»?

Есть две версии происхождения его названия. По одной из них считается, что металл серебристо-белого цвета назвали по имени королевы фей Титании, которая известна из германской мифологии. А все потому, что материал помимо высокой прочности отличается еще и невероятной легкостью. По другой версии металл назван в честь могучих детей богини Геи – Титанов. Какая из этих версий имеет большую правдоподобность, судить сложно, но можно отметить, что каждая из них замечательна и имеет место быть.

Применение титана

Использование серебристого металла довольно широко. Его применяют в военной промышленности (строительство ракет, брони для летательных аппаратов, корпусов для подлодок и т.д.), медицине (протезирование), автомобилестроении, сельскохозяйственной промышленности, изготовлении мобильных телефонов и производстве ювелирных украшений.

Еще более легкий и прочный

Совершенно недавно калифорнийские ученые заявили всему миру, что открыли самый легкий и прочный металл. Это жидкий металл, который создан из смеси оксида графена и лиофилизированного углерода. Ликвид-металл уже получил высокие оценки специалистов и зарекомендовал себя в качестве идеального для литья и нержавеющего материала.

Новый металл настолько легок, что его спокойно могут удерживать цветочные лепестки. Как известно, графен отличается не только легкостью и высокой прочностью, но и прекрасной гибкостью. Поэтому ученые сегодня занимаются разработками в направлении создания сверхлегкого материала, и возможно в скором будущем перед человечеством предстанут еще более уникальные материалы.

Металлы использовались человеком еще на заре цивилизации. Одним из первых известных была медь, благодаря своей легкости в обработке и широкой распространенности. Археологи находили в процессе раскопок тысячи медных изделий. Прогресс не стоит на месте, и вскоре человечество научилось производить прочные сплавы, чтобы изготавливать оружие и сельскохозяйственные инструменты. По сей день эксперименты с металлами не прекращаются, так что стало возможным выявить, какой самый прочный металл в мире.

Иридий

Итак, самый прочный металл ‒ это иридий. Получают его путем выпадения осадка от растворения платины в серной кислоте. По прошествии реакции вещество приобретает черный цвет, в дальнейшем в процессе различных соединений может менять цвет: отсюда и название, в переводе означающее «радуга». Иридий открыли в начале XIX века, и с тех пор было найдено всего два способа растворить его: расплавленная щелочь и перекись натрия.

Иридий очень редко встречается в природе, в составе земли его количество не превышает 1 к 1 000 000 000. Вследствие этого, одна унция материала стоит как минимум 1000 долларов.

Иридий широко применяется в разных сферах деятельности человека, особенно в медицине. Из него производят глазные протезы, слуховые аппараты, электроды для мозга, а также специальные капсулы, которые вживляют в раковые опухоли.

По теории ученых, столь малое количество вещества говорит о том, что оно имеет инопланетное происхождение, а именно, принесено каким-либо астероидом.

Другой самый крепкий металл в мире, наименование которого произошло от названия нашей страны. Впервые его обнаружили на Урале. Вернее там нашли платину, в составе которой русские ученые позднее выявили новый металл. Это было 200 лет назад.

Благодаря своей красоте рутений нередко применяется в ювелирном деле, но не в чистом виде, ведь он очень редок

Рутений относится к благородным металлам. Он обладает не только твердостью, но и красотой. По твердости он лишь немного уступает кварцу. Но при этом он весьма хрупкий, его легко раскрошить в порошок или разбить, уронив с высоты. Кроме того, это самый легкий и прочный металл, его плотность едва ли составляет тринадцать граммов на сантиметр в кубе.

При всем своем плохом сопротивлении ударам рутений прекрасно противостоит высоким температурам. Чтобы его расплавить, необходимо нагреть более чем до 2300 градусов. Если сделать это при помощи электрической дуги, вещество может перейти сразу в газообразное состояние, миновав стадию жидкости.

В составе сплавов его применение чрезвычайно широко, даже в космической механике, к примеру, сплавы металлов рутения и платины были избраны для изготовления топливных элементов для искусственных спутников Земли.

Первым на Земле этот металл открыл шведский ученый Экеберг. Но выделить его в чистом виде химику так и не удалось, с этим возникли трудности, поэтому он и получил название греческого героя мифов, Тантала. Активно использоваться тантал начал лишь в период Второй мировой войны.

Тантал ‒ твердый долговечный металл серебристого цвета, при обычной температуре проявляет мало активности, окисляется лишь при нагреве свыше 280°С, а плавится лишь при почти 3300 Кельвин.

Невзирая на свою прочность, тантал довольно пластичен, приблизительно как золото, и работа с ним не вызывает затруднений

Допускается использование тантала в качестве заменителя нержавеющих сталей, срок службы может отличаться на целых двадцать лет.

Также тантал применяется:

в авиации для изготовления жаропрочных деталей;
в химии в составе антикоррозийных сплавов;
в ядерной энергетике, поскольку он крайне устойчив к парам цезия;
медицине для изготовления имплантатов и протезов;
в вычислительной технике для производства сверхпроводников;

в военном деле для разного рода снарядов;
в ювелирном деле, поскольку при окислении он может приобретать различные оттенки.

Этот металл считается биогенным, значит, способен положительно влиять на живые организмы. К примеру, количество хрома регулирует уровень холестерина. Если хрома в организме меньше шести миллиграммов, то это приводит к резкому увеличению холестерина в крови. Получить ионы хрома можно, к примеру, из перловки, утятины, печёнки или свёклы.
Хром тугоплавок, не реагирует на влагу и не окисляется (только при нагревании выше 600°С).

Металл активно используют для создания хромированных покрытий, зубных коронок

Этот долговечный металл ранее назывался глюцинием, потому что люди отметили его сладковатый вкус. Кроме того, у этого вещества еще много удивительных свойств. Он неохотно вступает в химические реакции. Чрезвычайно прочен: опытным путем установлено, что бериллиевая проволока толщиной в миллиметр способна удержать на весу взрослого человека. Для сравнения, алюминиевая проволока выдерживает лишь двенадцать килограммов.

Бериллий очень ядовит. При попадании в организм он способен заменять магний в костях, это состояние носит название бериллиоз. Он сопровождается сухим кашлем и отечностью легких, может привести к смерти. Ядовитость, пожалуй, единственный существенный недостаток бериллия для человека. В остальном же у него масса плюсов и масса способов применения: тяжелая промышленность, ядерное топливо, авиация и космонавтика, металлургия, медицина.

Бериллий очень легок, в сравнении с некоторыми щелочными металлами

Этот прочный металл еще более дорогой, чем иридий (а уступает лишь калифорнию). Однако применяется он в таких областях, где важнее результат, чем затраты на него: для производства медицинского оборудования в самые лучшие мировые клиники. Кроме того, может использоваться для изготовления электрических контактов, деталей измерительной техники и дорогих часов вроде «Ролекс», электронных микроскопов, военных боеголовок. Благодаря осмию они становятся прочнее и выдерживают более высокие температуры, вплоть до экстремальных.

Осмий не встречается в природе самостоятельно, только в паре с родием, так что после добычи предстоит задача разделить их атомы. Реже встречается осмий в «комплекте» с платиной, медью и некоторыми другими рудами.

В год на планете вырабатывается лишь несколько десятков килограммов вещества

Этот металл обладает очень прочной структурой. Сам он беловатого цвета, а при измельчении в порошок становится черным. Металл очень редок и добывается в совокупности с другими рудами и минералами. Концентрация рения в природе ничтожно мала.

Из-за невероятной дороговизны вещество используются лишь в случаях крайней необходимости. Ранее его сплавы благодаря своей жаростойкости использовались в авиации и ракетостроении, в том числе для оснащения сверхзвуковых истребителей. Именно эта сфера и была основным пунктом мирового потребления рения, сделав его материалом военно-стратегического назначения.

Из рения делают нити накаливания и пружины для измерительных приборов, самоочищающиеся контакты и специальные катализаторы, необходимые для получения бензина. Именно это в последние годы повысило спрос на рений в разы. Мировой рынок готов буквально сражаться за этот редкий металл.

Во всем мире есть лишь одно его полноценное месторождение, и находится оно в России, второе, гораздо меньше, — в Финляндии

Ученые изобрели новое вещество, которое по своим свойствам может стать прочнее известных металлов. Его назвали «Ликвид-металл». Эксперименты с ним начались совсем недавно, но он уже зарекомендовал себя. Вполне возможно, в скором времени «Ликвид-металл» потеснит так хорошо известные нам металлы.

Когда речь идет о твердом и прочном металле, то в своем воображении человек сразу же рисует воина с мечом и в доспехах. Ну или с саблей, и обязательно из дамасской стали. Но сталь, хоть и прочный, но не чистый металл, ее получают путем сплава железа с углеродом и некоторыми другими металлами-добавками. И при необходимости сталь подвергают обработке, чтобы изменить ее свойства.

Легкий прочный металл серебристо-белого цвета

Каждая из добавок, будь то хром, никель или ванадий, отвечают за определенное качество. А вот для прочности добавляют титан – получаются самые твердые сплавы.

По одной версии, металл получил свое название от Титанов, могучих и бесстрашных детей богини Земли Геи. Но по другой версии, серебристое вещество названо в честь королевы фей Титании.

Титан открыли немецкий и английский химики Грегор и Клапрот независимо друг от друга с разницей в шесть лет. Произошло это в конце 18-го века. Вещество тут же заняло место в периодической системе Менделеева. Спустя три десятилетия был получен первый образец металлического титана. И довольно долго металл не использовали из-за его хрупкости. Ровно до 1925 года – именно тогда, после ряда опытов, иодидным методом был получен чистый титан. Открытие стало настоящим прорывом. Титан оказался технологичным, на него тут же обратили внимание конструкторы и инженеры. И сейчас металл из руды получают, в основном, магниетермический способом, который предложили в 1940 году.

Если затрагивать физические свойства титана, то можно отметить его высокую удельную прочность, прочности при высоких температурах, маленькую плотность и коррозийную стойкость. Механическая прочность титана в два раза выше прочности железа и в шесть – алюминия. При высоких температурах, где легкие сплавы уже не работают (на основе магния и алюминия), на помощь приходят титановые сплавы. К примеру, самолет на высоте в 20 километров развивает скорость в три раза выше, чем скорость звука. И температура его корпуса при этом около 300 градусов по Цельсию. Нагрузки такие выдерживает только титановый сплав.

По распространенности в природе металл занимает десятое место. Титан добывают в ЮАР, России, Китае, Украине, Японии и Индии. И это далеко не полный перечень стран.

Титан — прочный и легкий металл в мире

Перечень возможностей применения металла вызывает уважение. Это военная промышленность, остепротезы в медицине, ювелирные и спортивные изделия, платы мобильных телефонов и многое другое. Постоянно возносят титан конструкторы ракето, авиа, кораблестроения. Даже химическая промышленность не оставила металл без внимания. Титан отличен для литья, ведь очертания при отливке точны и имеют гладкую поверхность.

Расположение атомов в титане аморфное. И это гарантирует высокую прочность при растяжении, ударную вязкость, превосходные магнитные свойства.

Твердые металлы с наибольшей плотностью

Одними из самых твердых металлов, так же, являются осмий и иридий. Это вещества из платиновой группы, у них самая высокая, почти одинаковая, плотность.

Иридий открыли в 1803 году. Обнаружил металл химик из Англии Смитсон Теннат, во время исследования природной платины из Южной Америки. Кстати, с древнегреческого «иридий» переводится как «радуга».

Самый твердый металл добыть довольно сложно, поскольку в природе его почти нет. И часто металл находят в метеоритах, которые упали на землю. По словам ученых, на нашей планете содержание иридия должно быть намного больше. Но из-за свойств металла – сидерофильности – он находится на самой глубине земных недр.

Иридий довольно сложно обработать и термическим, и химическим способом. Металл не вступает в реакцию с кислотами, даже сочетаниями кислот при температуре меньше 100 градусов. При этом, вещество подвержено процессам окисления в царской водке (это смесь соляной и азотной кислот).

Интерес, как к источнику электрической энергии, представляет изотоп иридия 193 m 2. Поскольку период полураспада металла составляет 241 год. Нашел широкое применение иридий в палеонтологии и промышленности. Его используют при изготовлении перьев для ручек и определение возраста разных слоев земли.

А вот осмий открыли на год позже, чем иридий. Этот твердый металл нашли в химическом составе осадка платины, которая была растворена в царской водке. И название «осмий» получилось из древнегреческого слова «запах». Металл не подвержен механическому воздействию. При этом, один литр осмия в разы тяжелее, чем десять литров воды. Впрочем, это свойство пока осталось без применения.

Осмий добывают на американских и российских рудниках. Богато его месторождение и в ЮАР. Довольно часто металл находят в железных метеоритах. Для специалистов представляет интерес осмий-187, который экспортируется только из Казахстана. С его помощью определяют возраст метеоритов. Стоит отметить, что всего один грамм изотопа стоит 10 тысяч долларов.

Ну а используют осмий в промышленности. И не в чистом виде, а в виде твердого сплава с вольфрамом. Производят из вещества лампы накаливания. Осмий является катализатором при изготовлении нашатырного спирта. Редко из металла изготавливают режущие части для нужд хирургии.

Самый твердый металл из чистых

Самый твердый из чистейших металлов на планете – хром. Он отлично поддается механической обработке. Металл голубовато-белого цвета обнаружили в 1766 году в окрестностях Екатеринбурга. Минерал тогда получил название «сибирский красный свинец». Его современное название – крокоит. Через несколько лет после открытия, а именно, в 1797 году, французский химик Воклен выделил из металла новый металл, уже тугоплавкий. Специалисты сегодня полагают, что полученное вещество – карбид хрома.

Название этого элемента образовано от греческого «цвет», ведь сам металл славится разнообразием окраски своих соединений. Хром довольно просто встретить в природе, он распространенный. Найти металл можно в ЮАР, которая по добыче занимает первое место, а так же в Казахстане, Зимбабве, России и Мадагаскаре. Присутствуют месторождения в Турции, Армении, Индии, Бразилии и на Филиппинах. Специалисты особенно ценят некоторые соединения хрома – это хромистый железняк и крокоит.

Самый твердый металл в мире — вольфрам

Вольфрам – это химический элемент, самый твердый, если рассматривать его в ряду с другими металлами. Его температура плавления необычайно высока, выше – только у углерода, но это не металлический элемент.

Но природная твердость вольфрама в то же время не лишает его гибкости и податливости, что позволяет выковывать из него любые необходимые детали. Именно его гибкость и теплоустойчивость делает вольфрам идеально подходящим материалом для выплавки мелких деталей осветительных приборов и деталей телевизоров, например.

Используется вольфрам и в более серьезных областях, например, оружестроении — для изготовления противовесов и артиллерийских снарядов. Этим вольфрам обязан высокому показателю плотности, что делает его основным веществом тяжелых сплавов. Плотность вольфрама близка по показателю к золоту – всего несколько десятых составляют разницу.

На сайте сайт можно прочитать какие же металлы являются самыми мягкими , как их используют, и что из них делают.
Подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен

Когда речь заходит о самом прочном металле в мире, наверняка, многие рисуют в воображении грозного воина в доспехах и с мечом из дамасской стали. Однако сталь далеко не самый крепкий металл в мире, поскольку ее получают посредством сплава железа с углеродом и другими добавками. Самым же твердым из чистых металлов считается титан !
О происхождение названия этого металла существует две различные версии. Одни говорят, что вещество серебристого цвета стали так называть в честь королевы фей Титании (из германской мифологии). Ведь кроме того что это очень прочный металл, он еще и поразительно легкий. Другие склоняются к тому, что металл получил свое название благодаря Титанам – сильным и могучим детям богини Земли Геи. Как бы там ни было, обе версии выглядят довольно красиво и поэтично, и имеют право на существование.

Открыт был титан сразу двумя учеными: германцем М.Г.Клаптором и англичанином У. Грегор. Такое открытие, с разницей в шесть лет, было сделано в конце XVIII века, после чего вещество сразу же добавили в таблицу Менделеева. Там оно заняло 22-й порядковый номер.

Правда, из-за своей хрупкости металл долгое время не использовался. Лишь в 1925 году, пройдя ряд опытов, химикам удалось получить чистый титан, который стал настоящим прорывом в истории человечества. Металл оказался очень технологичным с малой плотностью, высокой удельной прочностью и коррозийной стойкостью, а также высокой прочностью при больших температурах.

По показателям механической прочности титан и в шесть раз прочность алюминия. Вот почему перечень возможного применения титана безграничен. Он применяется в медицине для остепротезирования, в военной промышленности (для создания корпуса подводных лодок, брони в авиации и ядерной техники). Также металл зарекомендовал себя в спортивном и ювелирном деле, производстве мобильных телефонов.

Видео:

К слову, по распространению на земле самый крепкий металл в мире занимает десятую позицию. Его месторождения находятся в , ЮАРе, Китае, Украине, Японии, Индии.

Хотя, судя по последним открытиям в области химии, со временем титану придется отдать титул супер-металла другому представителю. Не так давно ученые изобрели вещество прочнее металла. Это «ликвид-металл», или в перевод – «жидкий». Чудо-вещество успело себя зарекомендовать как нержавеющее и безупречное для литья. И хотя человечеству еще стоит много работать, чтобы научиться сполна использовать новый металл, возможно, будущее будет принадлежать именно ему.

Многих любителей интересных фактов интересует вопрос, какой металл самый твердый? И навскидку ответить на этот вопрос будет непросто. Конечно, любой учитель химии без труда скажет правильно, даже не задумываясь. Но среди рядовых граждан, которые последний раз занимались химией в школе, не многие смогут правильно и быстро дать ответ. Это связано с тем, что все с детства привыкли делать разнообразные игрушки из проволоки и хорошо запомнили, что медь и алюминий мягкие и хорошо поддаются сгибанию, а вот стали наоборот не так просто придать желаемую форму. С тремя названными металлами человек имеет дело чаще всего, поэтому остальные кандидатуры даже не рассматривает. Но сталь, конечно же, не является самым твердым металлом в мире. Справедливости ради стоит отметить, что это вообще не металл в химическом смысле, а соединение железа с углеродом.

Что такое титан?

Самым твердым металлом является титан. Впервые чистый титан был получен в 1925 году. Это открытие произвело фурор в научных кругах. На новый материал сразу же обратили внимание промышленники и по достоинству оценили преимущества от его использования. По официальной версии, самый твердый металл на Земле получил свое название в честь несокрушимых Титанов, которые согласно древнегреческой мифологии были основателями мира.

По оценкам ученых суммарные мировые запасы титана на сегодняшний день составляют около 730 миллионов тонн. При нынешних темпах добычи ископаемого сырья хватит еще на 150 лет. Титан занимает 10 место по природным запасам среди всех известных металлов. Крупнейшим в мире производителем титана является российская компания «ВСМПО-Ависма», которая удовлетворяет до 35% мировых потребностей. Предприятие занимается полным циклом переработки от добычи руды до изготовления различной продукции. Оно занимает порядка 90% российского рынка по производству титана. Около 70% готовой продукции идет на экспорт.

Титан — легкий металл серебристого цвета с температурой плавления 1670 градусов по Цельсию. Проявляет высокую химическую активность только при нагревании, в нормальных условиях не реагирует с большинством химических элементов и соединений. В природе не встречается в чистом виде. Распространен в виде рутиловых (двуокись титана) и ильменитовых (сложное вещество, состоящее из двуокиси титана и оксида двухвалентного железа) руд. Чистый титан выделяется путем спекания руды с хлором, а затем вытеснения более активным металлом (чаще всего магнием) из полученного тетрахлорида.

Промышленное применение титана

Самый твердый металл имеет довольно широкий спектр применения во многих отраслях. Аморфно расположенные атомы обеспечивают титану высочайший уровень прочности на растяжение и кручение, хорошую сопротивляемость ударному воздействию, высокие магнитные качества. Металл используется для изготовления корпусов воздушного транспорта и ракет. Он хорошо справляется с огромными нагрузками, которые испытывают на себе машины, находясь на огромной высоте. Также титан применяется при производстве корпусов для подводных лодок, так как способен выдерживать высокое давление на больших глубинах.

В медицинской отрасли металл используется при изготовлении протезов и зубных имплантатов, а также хирургических инструментов. В качестве легирующей добавки элемент добавляют в некоторые марки стали, что придает им повышенную прочность и стойкость к коррозии. Титан хорошо подходит для литья, так как позволяет получать идеально гладкие поверхности. Из него также изготавливают ювелирные украшения и декоративные изделия. Активно используются и соединения титана. Из диоксида изготавливают краски, белила, добавляют в состав бумаги и пластика.

Сложноорганические соли титана применяют в качестве затвердительного катализатора в лакокрасочном производстве. Из карбида титана изготавливают различные инструменты и насадки для обработки и сверления других металлов. В точном машиностроении из титанового алюминида производят износостойкие элементы, которые обладают высоким запасом прочности.

Самый твердый сплав металла был получен американскими учеными в 2011 году. В его состав вошли палладий, кремний, фосфор, германий и серебро. Новый материал был назван «металлическое стекло». Он соединил в себе твердость стекла и пластичность металла. Последнее не позволяет трещинам распространяться, как это происходит со стандартным стеклом. Естественно, в широкое производство материал запущен не был, так как его компоненты, особенно палладий, относятся к редким металлам и стоят очень дорого.

В данный момент усилия ученых направлены на поиски альтернативных компонентов, которые бы позволили сохранить полученные свойства, но значительно снизили стоимость производства. Тем не менее, отдельные детали для аэрокосмической отрасли уже производятся из полученного сплава. Если альтернативные элементы удастся внедрить в структуру и материал получит широкое распространение, то вполне возможно, что он станет одним из самых востребованных сплавов будущего.

Ученые открыли самый прочный в мире материал

ФизикаХимия

09.12.2022

2 398 3 минут чтения

Поиск конструкционных материалов, устойчивых к разрушению при очень низких температурах, является сложной задачей, но важной для таких областей, как освоение космоса. Недавно исследователи обнаружили высокоэнтропийный металлический сплав хром-кобальт-никель, который обладает невероятно высокой вязкостью разрушения при криогенных температурах. Его использование может произвести революцию в металлургии.

Сплавы уже давно используются для придания материалам желаемых свойств. Как правило, это включает добавление относительно небольшого количества вторичных элементов к первичному элементу. Однако в последние два десятилетия реализуется новая стратегия легирования, которая предполагает объединение нескольких первичных элементов в высоких концентрациях для создания новых материалов, называемых высокоэнтропийными сплавами.

Сплавы с высокой энтропией впервые появились в 2004 году. Первоначально открытые случайно или методом проб и ошибок, они все больше интересуют ученых, особенно с целью создания уникальных материалов со специфическими характеристиками. Эти высокоэнтропийные сплавы состоят по крайней мере из пяти металлов в почти эквимолярной пропорции (обычно от 5 до 35%), т.е. равная смесь каждого составляющего элемента.

Недавно исследователи из Национальной лаборатории Лоуренса Беркли (Лаборатория Беркли) и Национальной лаборатории Ок-Ридж измерили самую высокую прочность, когда-либо зарегистрированную для материала, изучая металлический сплав, состоящий из хрома, кобальта и никеля (CrCoNi). В отличие от большинства других существующих материалов, свойства сплава улучшаются по мере его охлаждения. Их работа опубликована в журнале Science.

Инновации в высокоэнтропийных сплавах

CrCoNi является подмножеством высокоэнтропийных сплавов. Как упоминалось ранее, все используемые сегодня сплавы содержат высокую долю одного элемента с меньшим количеством дополнительных элементов, но высокоэнтропийные сплавы состоят из эквимолярной смеси.

Эти сбалансированные атомные смеси придают некоторым из этих материалов необычайно высокую прочность и пластичность при воздействии на них напряжения. Пластичность означает высокую податливость материала. Прочность материала означает, что он может противостоять постоянной деформации.

Роберт Ричи, старший научный сотрудник отдела материаловедения Лаборатории Беркли и профессор инженерных наук Чуа в Калифорнийском университете Беркли, и Исо Джордж, председатель группы по разработке перспективных сплавов в Университете Теннесси, начали экспериментировать с CrCoNi и другим сплавом, который также содержит марганец и железо (CrMnFeCoNi), почти десять лет назад.

Они создали образцы сплавов, затем опустили материалы до температуры жидкого азота (около 77 кельвинов, или -196 °C) и обнаружили впечатляющую прочность и вязкость. Они сразу же захотели продолжить свою работу с испытаниями при температуре жидкого гелия, но технология, позволяющая довести материалы до предела в экстремальных испытаниях, была недоступна до недавнего времени.

Слишком холодно, чтобы сломаться

Для измерения прочности и пластичности образец металла растягивается до разрушения, а для испытания на вязкость разрушения в образец перед растяжением намеренно вводится острая трещина, после чего измеряется напряжение, необходимое для возникновения трещины.

Используя дифракцию нейтронов, дифракцию обратного рассеяния электронов и просвечивающую электронную микроскопию, авторы исследовали структуру решетки образцов CrCoNi, которые были разрушены при комнатной температуре и при 20 кельвинах (-253 °C).

Изображения и атомные карты, полученные с помощью этих методов, показали, что прочность сплава обусловлена тройкой дислокационных барьеров, расположенных в определенном порядке, когда к материалу прикладывается сила. Во-первых, перемещение дислокаций вызывает проскальзывание участков материала относительно других участков в параллельных плоскостях. Это движение смещает слои элементарных клеток так, что их рисунок больше не соответствует направлению, перпендикулярному движению скольжения, создавая своего рода препятствие.

Дополнительная сила, действующая на металл, создает явление, называемое «nanotwinning», при котором участки решетки образуют зеркальную симметрию с границей между ними. Наконец, если силы продолжают действовать на металл, энергия, вводимая в систему, изменяет расположение элементарных ячеек, при этом атомы CrCoNi переходят от гранецентрированного кубического кристалла к другому расположению, известному как гексагональная упаковка.

Роберт Ричи объясняет в своем заявлении: «Когда вы тянете его, запускается первый механизм, потом второй, потом третий, потом четвертый. Многие скажут: ну, мы видели «nanotwinning» в обычных материалах, мы видели скольжение в обычных материалах. Это правда. В этом нет ничего нового, но именно тот факт, что все они происходят в этой волшебной последовательности, дает нам эти действительно замечательные свойства«.

Сплав CrMnFeCoNi также был испытан при 20 кельвинах и показал впечатляющие характеристики (262 мегапаскаль-метр½), но не достиг такой же прочности, как более простой сплав CrCoNi (459 мегапаскаль-метр½).

Изображения сканирующей электронной микроскопии, показывающие зернистые структуры и ориентацию решетки (A) CrMnFeCoNi и (B) CrCoNi сплавов. (C) и (D) показывают примеры трещин в CrCoNi при 19 °C и -253 °C, соответственно.

Хотя создание этих материалов требует больших затрат, Джордж предвидит их применение в ситуациях, когда экстремальные условия окружающей среды могут разрушить стандартные металлические сплавы, например, в открытом космосе. Авторы также изучают возможность получения сплавов из более распространенных и дешевых элементов с аналогичными свойствами.

Подпишитесь на нас:Дзен. Новости / Вконтакте / Telegram

Какой самый прочный металл на земле 2022?

Имея в виду эти типы прочности, вот некоторые из самых прочных металлов, которые вы можете найти:

Вольфрам. Вольфрам, что в переводе со шведского означает «тяжелый камень», является самым прочным металлом в мире. …
Сталь. Сталь является вторым по прочности и наиболее широко используемым металлом в мире. …
Хром. …
Титан. …
Железо. …
Ванадий. …
Лютеций.

Запрос на удаление

| Посмотреть полный ответ на сайте thyssenkrupp-materials.co.uk

Какой самый прочный металл на Земле?

Как упоминалось выше, вольфрам является самым прочным из всех природных металлов (142 000 фунтов на квадратный дюйм). Но с точки зрения ударной прочности вольфрам слаб — это хрупкий металл, который, как известно, раскалывается при ударе. С другой стороны, титан имеет предел прочности на разрыв 63 000 фунтов на квадратный дюйм.

Запрос на удаление

| Посмотреть полный ответ на meadmetals.com

Какой самый прочный металл номер 1?

1. Вольфрам: самый прочный металл на Земле. Из всех металлов вольфрам лидирует по прочности на растяжение. Вольфрам с предельной прочностью 1510 мегапаскалей является одним из самых прочных металлов, известных человеку.

Запрос на удаление

| Посмотреть полный ответ на tampasteel.com

Какой металл входит в пятерку самых прочных?

Пять самых прочных металлов

Осмий. Осмий, один из менее известных металлов в списке, имеет голубовато-белый цвет, чрезвычайно прочен и имеет температуру плавления 3030 градусов по Цельсию. …
Сталь. …
Хром. …
Титан. …
Вольфрам.

Запрос на удаление

| Посмотреть полный ответ на hillmetalrecycling. co.uk

Титан прочнее алмаза?

С другой стороны, бриллианты могут легко превзойти титан по шкале твердости, она составляет около 98,07 по шкале Роквелла, тогда как титан имеет твердость около 36 по шкале Роквелла. Алмазы являются одними из самых прочных драгоценных камней, изготовленных из углерода, который подвергался сильнейшему давлению и нагреву.

Запрос на удаление

| Посмотреть полный ответ на сайте metalscut4u.com

Сравнение: самые прочные материалы

Что может сломать алмаз?

Хотя может быть не так много природных материалов, которые прочнее алмазов, некоторые искусственные металлы, такие как вольфрам и сталь, обладают более высокой прочностью на растяжение. Это означает, что прямой удар обычным молотком может полностью сломать алмаз.

Запрос на удаление

| Посмотреть полный ответ на alarajewelry.com

Чем можно поцарапать алмаз?

Нет ничего, что могло бы поцарапать алмаз, кроме другого алмаза. С другой стороны, такой минерал, как тальк, имеет 1 балл по шкале. Его можно поцарапать любым твердым материалом, даже ногтем. Натуральный тальк — один из самых мягких минералов в мире.

Запрос на удаление

| Посмотреть полный ответ на сайте gemsociety.org

Какой металл является вторым по прочности?

Сталь является вторым по прочности и наиболее широко используемым металлом в мире. Это сплав железа и углерода, содержащий небольшое количество марганца, серы, кислорода, фосфора и кремния. Он считается незаменимым металлом в машиностроении и строительстве и одним из самых перерабатываемых металлов.

Запрос на удаление

| Посмотреть полный ответ на thyssenkrupp-materials.co.uk

Какой металл является вторым по твердости?

Хром занимает второе место среди самых прочных металлов на Земле. Это серо-стальной и блестящий металл с атомным номером 24. Хром используется для изготовления сплава нержавеющей стали. Кроме того, металлический хром обладает коррозионной стойкостью и твердостью, поэтому имеет высокую ценность.

Запрос на удаление

| Посмотреть полный ответ на toppr.com

Обсидиан прочнее титана?

Титановый блок — это блок, который можно найти в сундуках в игре Build A Boat For Treasure. Это третий по прочности материал после обсидианового блока и золотого блока.

Запрос на удаление

| Посмотреть полный ответ на build-a-boat-for-treasure.fandom.com

Алмаз тверже стали?

Мягкая сталь имеет значение твердости по Виккерсу около 9 ГПа, а алмаз имеет значение твердости по Виккерсу около 70-100 ГПа.

Запрос на удаление

| Посмотреть полный ответ на theconversation.com

Есть ли металл прочнее алмаза?

Структура нитрида бора в конфигурации вюрцита прочнее, чем у алмаза. Нитрид бора также можно использовать для создания нанотрубок, аэрогелей и множества других интересных приложений.

Запрос на удаление

| Посмотреть полный ответ на forbes.com

Вольфрам прочнее алмаза?

Металл вольфрама оценивается примерно в девять по шкале твердости Мооса. Алмаз, самое твердое вещество на земле и единственное, что может поцарапать вольфрам, оценивается в 10 баллов.

Запрос на удаление

| Посмотреть полный ответ на larsonjewelers.com

Какой самый прочный материал на земле?

Карбид кремния имеет твердость по шкале Мооса 9,5, что уступает только самому твердому алмазу в мире.

Запрос на удаление

| Посмотреть полный ответ на samaterials.com

Что прочнее алмаза?

Ученые нашли минерал прочнее алмаза Ученые нашли минерал прочнее алмаза. Они говорят, что лонсдейлит можно использовать для укрепления промышленных инструментов, таких как сверла и пилы, а также рассказать нам об эволюции Земли.

Запрос на удаление

| Посмотреть полный ответ на npr.org

Какой самый слабый металл на Земле?

Ртуть представляет собой жидкость при комнатной температуре. Он имеет самую слабую металлическую связь из всех, о чем свидетельствуют его энергия связи (61 кДж / моль) и температура плавления (-39°C), которые вместе являются низшим из всех металлических элементов.

Запрос на удаление

| Посмотреть полный ответ на alexaanswers.amazon.com

Какой металл самый мягкий?

* Цезий — самый мягкий металл с твердостью по шкале Мооса 0,2.

Запрос на удаление

| Посмотреть полный ответ на vedantu.com

Какой металл тверже золота?

Даже платина и палладий, которые намного тверже золота и серебра, должны быть сплавлены, чтобы сделать их подходящими для изготовления и ношения ювелирных изделий.

Запрос на удаление

| Посмотреть полный ответ на сайте Reflectivejewelry.com

Является ли вольфрам редкостью?

Вольфрам классифицируется как редкий металл, хотя его находят во многих странах.

Запрос на удаление

| Посмотреть полный ответ на forbes.com

Сталь прочнее обсидиана?

Обсидиан — это встречающееся в природе стекло, обычно черное и непрозрачное. Он тверже стали и легко ломается. Разделив его, вы можете создать убийственно острые лезвия.

Запрос на удаление

| Посмотреть полный ответ на uh. edu

Титан прочнее нержавеющей стали?

Здесь важно отметить, что в то время как нержавеющая сталь имеет большую общую прочность, титан имеет большую прочность на единицу массы. В результате, если общая прочность является основным фактором, определяющим решение о применении, нержавеющая сталь, как правило, является лучшим выбором. Если вес является основным фактором, титан может быть лучшим выбором.

Запрос на удаление

| Посмотреть полный ответ на vestedmetals.net

Можно ли расплавить вольфрам?

Он очень плотный и его практически невозможно расплавить. Чистый вольфрам представляет собой серебристо-белый металл, и в тонком порошке он может быть горючим и может самовозгораться.

Запрос на удаление

| Посмотреть полный ответ на сайте livecience.com

Могут ли настоящие бриллианты треснуть?

Алмазы не трескаются.

Вы либо полностью отколите алмаз, либо не весь. Часто клиент увидит включения в бриллианте и подумает, что это трещина – будьте уверены, это просто включения. Включения в бриллиантах обычно не приводят к сколам алмаза.

Запрос на удаление

| Посмотреть полный ответ на xennoxdiamonds.com.au

Может ли тепло повредить бриллиант?

Алмазы будут гореть при температуре около 1562°F (850°C). Домашние пожары и факелы ювелиров могут достигать такой температуры. Пожар в доме привел к тому, что этот бриллиант стал белым и мутным (слева). Камень был повторно огранен, чтобы удалить обожженную область, уменьшив размер алмаза, но не оставив никаких признаков того, что он когда-либо был поврежден (справа).

Запрос на удаление

| Посмотреть полный ответ на gia.edu

Можно ли повредить алмаз ударом по нему?

Любой драгоценный камень сломается, а не только скол, если по нему достаточно сильно ударить. Алмазы очень прочные, но помните, что если огранщик может намеренно расколоть (расколоть) алмаз, нанеся ему резкий удар в правильном направлении, вы можете добиться того же, если случайно ударите по нему достаточно сильно.

Запрос на удаление

| Посмотреть полный ответ на gia.edu

← Предыдущий вопрос
Помогает ли тепло при кишечной непроходимости?

Следующий вопрос →
Как отпустить бывшего, который причинил тебе боль?

Какой самый прочный металл во вселенной?

Вольфрам

Вольфрам, что в переводе со шведского означает «тяжелый камень», является самым прочным металлом в мире. Он был идентифицирован как новый элемент в 1781 году.

Запрос на удаление

| Посмотреть полный ответ на сайте thyssenkrupp-materials.co.uk

Какой металл номер 1 самый прочный?

Вольфрам

Известный в старые времена как Вольфрам, этот особый металл обладает самой высокой прочностью на растяжение среди всех встречающихся в природе металлов. Не часто используется в естественном состоянии, так как он хрупок и склонен к разрушению при ударе. Вот почему его сплавляют с другими металлами и сплавами для создания еще более прочных сплавов.

Запрос на удаление

| Посмотреть полный ответ на wisconsinmetaltech.com

Какой самый твердый металл во Вселенной?

1. Вольфрам (1960–2450 МПа) Вольфрам — один из самых твердых металлов, которые можно найти в природе. Этот редкий химический элемент, также известный как вольфрам, обладает высокой плотностью (190,25 г/см3), а также высокой температурой плавления (3422 °C/6192 °F).

Запрос на удаление

| Посмотреть полный ответ на bortec-group.com

Какой самый прочный и твердый металл во Вселенной?

Какие металлы самые прочные и твердые?

Самый прочный природный металл: вольфрам. Что касается чистых металлов, вольфрам имеет самую высокую прочность на растяжение с пределом прочности 1510 мегапаскалей. …
Самый прочный сплав: сталь. …
Самый твердый металл: хром. …
Самый полезный прочный металл: Титан.

Запрос на удаление

| Посмотреть полный ответ на linkedin.com

Какой металл входит в пятерку самых прочных?

Пять самых прочных металлов

Осмий. Осмий, один из менее известных металлов в списке, имеет голубовато-белый цвет, чрезвычайно прочен и имеет температуру плавления 3030 градусов по Цельсию. …
Сталь. …
Хром. …
Титан. …
Вольфрам.

Запрос на удаление

| Посмотреть полный ответ на hillmetalrecycling.co.uk

Возможно, мы только что нашли самый прочный материал во Вселенной