Agar ajdodlarimiz kumush, oltin, mis va temir kabi muhim metallarni kashf etmaganlarida nima bo'lishini tasavvur qila olasizmi? Biz, ehtimol, hali ham kulbalarda yashab, toshdan asosiy vositamiz sifatida foydalangan bo'lar edik. O'tmishimizni shakllantirishda muhim rol o'ynagan va hozirda kelajagimizni qurish uchun poydevor bo'lib xizmat qiladigan narsa metallning mustahkamligi edi.
Agar siz dunyodagi eng qattiq va eng bardoshli metallar qaysi ekanligi haqida o'ylayotgan bo'lsangiz, biz bu savolga turli xil nisbiy material qattiqligi o'lchovlari (Mohs shkalasi, Brinell qattiqlik sinovi), shuningdek, quyidagi parametrlar yordamida javob beramiz:
- Yang moduli: kuchlanish ostidagi elementning elastikligini, ya'ni ob'ektning elastik deformatsiyaga qarshilik ko'rsatish qobiliyatini hisobga oladi.
- Chidamlilik kuchi: materialning maksimal cho'zilish kuchini belgilaydi, shundan so'ng u plastik xususiyatni namoyon qila boshlaydi.
- Cho'zilish kuchi: materialning ishdan chiqishini boshlaydigan maksimal mexanik kuchlanish.
10. Tantal
Bu metallning uchta afzalligi bor: u mustahkam, zich va korroziyaga yuqori darajada chidamli. Bundan tashqari, bu element volfram kabi o'tga chidamli metallar guruhiga kiradi. Tantalni eritish uchun uni 3017°C gacha qizdirish kerak bo'ladi.
Tantal asosan elektronika sohasida telefonlar, uy kompyuterlari, kameralar va hatto avtomobillardagi elektron qurilmalar uchun uzoq muddatli, kuchli kondensatorlar ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.
9. Beriliy
Bu metall go'zallikka himoya vositalarisiz yaqinlashmaslik yaxshiroqdir. Beriliy juda zaharli bo'lib, kanserogen va allergik ta'sirga ega. Beriliy changi yoki bug'ini o'z ichiga olgan havoni nafas olish o'pkaga ta'sir qiladigan berilliy kasalligiga olib kelishi mumkin.
Biroq, berilliy nafaqat zararli, balki foydali hamdir. Masalan, po'latga atigi 0,5 % berilliy qo'shilishi, hatto juda issiq haroratgacha qizdirilganda ham elastik bo'lib qoladigan prujinalarni hosil qiladi. Ular milliardlab yuk sikllariga bardosh bera oladi.
Beriliy aerokosmik sanoatda issiqlik qalqonlari va yo'naltiruvchi tizimlarni, shuningdek, yong'inga chidamli materiallarni yaratish uchun ishlatiladi. Hatto Katta Adron Kollayderining vakuum trubkasi ham berilliydan tayyorlangan.
8. Uran
Bu tabiiy ravishda uchraydigan radioaktiv modda yer qobig'ida juda keng tarqalgan, ammo ma'lum qattiq tog' jinslarining hosil bo'lishlarida to'plangan.
Dunyodagi eng qattiq metallardan biri ikkita tijorat ahamiyatiga ega: yadroviy qurol va yadroviy reaktorlar. Shunday qilib, uran sanoatining yakuniy mahsulotlari bombalar va radioaktiv chiqindilardir.
7. Temir va po'lat
Sof modda sifatida temir reytingdagi boshqa elementlar kabi qattiq emas. Biroq, minimal ekstraksiya xarajatlari tufayli u ko'pincha po'lat ishlab chiqarish uchun boshqa elementlar bilan birlashtiriladi.
Po'lat temir va uglerod kabi boshqa elementlarning juda kuchli qotishmasi. Bu qurilish, muhandislik va boshqa sohalarda eng ko'p ishlatiladigan materialdir. Agar siz ushbu sohalarda ishlamasangiz ham, har safar ovqatni pichoq bilan kesganingizda po'latdan foydalanasiz (albatta, agar u keramik bo'lmasa).
6. Titan
Titan deyarli mustahkamlik bilan sinonimdir. U ta'sirchan o'ziga xos mustahkamlikka (30-35 km) ega, bu qotishma po'latlarga qaraganda deyarli ikki baravar ko'p.
Olovga chidamli metall sifatida titan issiqlik va aşınmaya yuqori qarshilikka ega, bu esa uni eng mashhur qotishmalardan biriga aylantiradi. Masalan, uni temir va uglerod bilan qotishtirish mumkin.
Agar sizga juda qattiq, ammo yengil konstruktsiya kerak bo'lsa, titandan yaxshiroq metall yo'q. Bu uni samolyot, raketa va kemasozlikda turli xil komponentlarni yaratish uchun birinchi raqamli tanlovga aylantiradi.
5. Reniy
Bu juda noyob va qimmat metall bo'lib, u tabiatda sof shaklda topilsa ham, odatda molibdenitga "qo'shimcha" sifatida topiladi.
Agar Iron Manning kostyumi reniydan yasalganida, u o'z kuchini yo'qotmasdan 2000°C haroratga bardosh bera olardi. Bunday "olov namoyishi"dan keyin kostyum ichida Iron Man bilan nima bo'lishini ham aytmaymiz.
Rossiya dunyoda uchinchi eng katta tabiiy reniy zaxiralariga ega. Ushbu metall neft-kimyo sanoatida, elektronika va elektrotexnikada, shuningdek, samolyot va raketa dvigatellarida qo'llaniladi.
4. Xrom
Kimyoviy elementlarning tirnalishga chidamliligini o'lchaydigan Mohs shkalasi bo'yicha xrom faqat bor, olmos va volframdan keyin birinchi beshlikka kiradi.
Xrom yuqori korroziyaga chidamliligi va qattiqligi uchun qadrlanadi. Uni platina guruhidagi metallarga qaraganda qayta ishlash osonroq va ko'p miqdorda mavjud bo'lib, bu uni zanglamaydigan po'lat kabi qotishmalarda ishlatiladigan mashhur elementga aylantiradi.
Yer yuzidagi eng kuchli metallardan yana biri parhez qo'shimchalarida ishlatiladi. Albatta, siz sof xromni emas, balki uning boshqa moddalar (masalan, xrom pikolinat) bilan oziq-ovqat sifatidagi birikmasini iste'mol qilasiz.
3. Iridiy
O'zining "akasi" osmiy singari, iridiy ham platina metallar guruhiga kiradi va tashqi ko'rinishi bo'yicha platinaga o'xshaydi. U juda qattiq va olovga chidamli. Iridiyni eritish uchun 2000°C dan yuqori haroratda olov yoqish kerak bo'ladi.
Iridiy Yer yuzidagi eng og'ir metallardan biri, shuningdek, eng korroziyaga chidamli elementlardan biri hisoblanadi.
2. Osmiy
Metall dunyosining bu "qattiq yong'og'i" platina guruhiga kiradi va yuqori zichlikka ega. Aslida, u Yer yuzidagi eng zich tabiiy elementdir (22,61 g/sm³). Xuddi shu sababga ko'ra, osmiy 3033°C gacha erimaydi.
Boshqa platina guruhi metallari (masalan, iridiy, platina va palladiy) bilan qotishtirilganda, u qattiqlik va chidamlilik talab qilinadigan turli xil dasturlarda, masalan, yadroviy chiqindilarni saqlash tanklarida qo'llanilishi mumkin.
1. Volfram
Tabiatda uchraydigan eng kuchli metall bo'lgan bu noyob kimyoviy element barcha metallar orasida eng refrakterdir (3422°C).
U birinchi marta 1781-yilda shved kimyogari Karl Scheele tomonidan kislota (volfram trioksidi) shaklida kashf etilgan. Keyingi tadqiqotlar ikki ispan olimi, Xuan Xose va Fausto d'Elhuyar, volframit mineralidagi kislotani kashf etishga olib keldi, keyinchalik ular undan ko'mir yordamida volframni ajratib olishdi.
Volframning cho'g'lanma lampalarda keng qo'llanilishidan tashqari, uning haddan tashqari issiqlikka bardosh berish qobiliyati uni qurol sanoati uchun eng jozibador elementlardan biriga aylantiradi. Ikkinchi jahon urushi davrida bu metall Yevropa mamlakatlari o'rtasidagi iqtisodiy va siyosiy munosabatlarni rivojlantirishda muhim rol o'ynadi.
Volfram shuningdek, qattiq qotishmalar tayyorlashda va aerokosmik sanoatda raketa uchlari tayyorlashda ham qo'llaniladi.
Metalllarning cho'zilish kuchi jadvali
| Metall | Belgilanish | Cho'zilish kuchi, MPa |
|---|---|---|
| Qo'rg'oshin | Pb | 18 |
| Qalay | Sn | 20 |
| Kadmiy | CD | 62 |
| Alyuminiy | Al | 80 |
| Beriliy | Bo'ling | 140 |
| Magniy | Mg | 170 |
| Mis | Cu | 220 |
| Kobalt | Co | 240 |
| Temir | Fe | 250 |
| Niobiy | Nb | 340 |
| Nikel | Ni | 400 |
| Titan | Ti | 600 |
| Molibden | Mo | 700 |
| Sirkoniy | Zr | 950 |
| Volfram | W | 1200 |
Qotishmalar va metallar
Qotishmalar metallarning birikmasidir va ularning yaratilishining asosiy sababi mustahkamroq material ishlab chiqarishdir. Eng muhim qotishma po'latdir, u temir va uglerodning birikmasidir.
Qotishmaning mustahkamligi qanchalik yuqori bo'lsa, shuncha yaxshi. Va oddiy po'lat bu yerda "chempion" emas. Vanadiy asosidagi qotishmalar metallurglar uchun ayniqsa istiqbolli: bir nechta kompaniyalar 5205 MPa gacha cho'zilish kuchiga ega versiyalarni ishlab chiqaradilar.
Hozirgi vaqtda eng kuchli va eng qattiq biomoslashuvchan material β-Ti3Au titan-oltin qotishmasi hisoblanadi.