سبک ترین و سخت ترین فلز جهان. سخت ترین فلز دنیا

زمان مطالعه: 5 دقیقه

فلزات تقریباً در تمام طول زندگی آگاهانه بشر را همراهی می کنند. البته این کار با مس آغاز شد، زیرا مس برای فرآوری مواد قابل استفاده است و در طبیعت موجود است.

تکامل به مردم کمک کرد تا به طور قابل توجهی از نظر فنی پیشرفت کنند و با گذشت زمان شروع به اختراع آلیاژهایی کردند که قوی‌تر و قوی‌تر شدند. در زمان ما، آزمایش ها ادامه دارد و آلیاژهای بادوام جدید هر سال ظاهر می شوند. بیایید بهترین آنها را در نظر بگیریم.

تیتانیوم

تیتانیوم ماده ای با مقاومت بالا است که در بسیاری از صنایع تقاضای زیادی دارد. رایج ترین حوزه کاربرد هوانوردی است. این به دلیل ترکیب موفقیت آمیز جرم کم و استحکام بالا است. همچنین خواص تیتانیوم استحکام ویژه بالا، مقاومت در برابر تاثیرات فیزیکی، دما و خوردگی است.

اورانوس

یکی از بادوام ترین عناصر. در شرایط طبیعی، یک فلز رادیواکتیو ضعیف است. می توان آن را در حالت آزاد یافت، بسیار سنگین است و به دلیل خواص پارامغناطیس آن در همه جا پراکنده است. اورانیوم انعطاف پذیر است، چکش خواری بالا و شکل پذیری نسبی دارد.

تنگستن

نسوزترین فلزی که در حال حاضر شناخته شده است. رنگ خاکستری نقره ای دارد و به اصطلاح عنصر انتقالی است. خواص تنگستن به آن اجازه می دهد تا در برابر حملات شیمیایی مقاومت کند و قابل جعل باشد. معروف ترین حوزه کاربرد در لامپ های رشته ای استفاده می شود.

رنیوم

فلز نقره ای سفید. در طبیعت به شکل خالص آن یافت می شود، اما ماده خام مولیبدن نیز وجود دارد که در آن نیز یافت می شود. ویژگی متمایز رنیوم نسوز بودن آن است. این متعلق به فلزات گران قیمت است، بنابراین هزینه آن نیز خارج از نمودار است. حوزه اصلی کاربرد الکترونیک است.

اوسمیوم

اوسمیوم فلزی به رنگ سفید مایل به نقره ای است که رنگ آبی کمی دارد. متعلق به گروه پلاتین است و شباهت غیرمعمول زیادی به ایریدیوم در خواصی مانند نسوز، سختی و شکنندگی دارد.

بریلیم

این فلز عنصری است که رنگ خاکستری روشن دارد و بسیار سمی است. این ماده با داشتن چنین خواص غیرعادی کاربرد گسترده ای در زمینه انرژی هسته ای و فناوری لیزر پیدا کرده است. استحکام بالای بریلیم امکان استفاده از آن را در ساخت آلیاژهای آلیاژی فراهم می کند.

کروم

رنگ آبی مایل به سفید باعث می شود کروم از بقیه متمایز شود. در برابر قلیاها و اسیدها مقاوم است. در طبیعت می توان آن را به شکل خالص آن یافت. کروم اغلب برای ایجاد آلیاژهای مختلف استفاده می شود که بعداً در زمینه های پزشکی و تجهیزات شیمیایی مورد استفاده قرار می گیرد.

شایان ذکر است که فروکروم آلیاژی از کروم و آهن است. در ساخت ابزارهای برش فلز استفاده می شود.

تانتالیوم

این فلز نقره ای با سختی و چگالی بالا است. رنگ سربی روی فلز به دلیل ظاهر شدن یک فیلم اکسید روی سطح ایجاد می شود. این فلز به خوبی برای پردازش مناسب است.

امروزه تانتالیوم با موفقیت در ساخت راکتورهای هسته ای و تولید متالورژی استفاده می شود.

روتنیوم

فلزی نقره ای رنگ که از گروه پلاتین است. ترکیب غیر معمولی دارد: حاوی بافت ماهیچه ای موجودات زنده است. واقعیت متمایز دیگر این است که روتنیم به عنوان کاتالیزور برای بسیاری از واکنش های شیمیایی استفاده می شود.

ایریدیوم

این فلز در رتبه بندی ما رتبه اول را دارد. دارای رنگ سفید نقره ای است. ایریدیوم نیز از گروه پلاتین است و بالاترین سختی را در بین فلزات فوق دارد. در دنیای مدرن اغلب از آن استفاده می شود. این عمدتا به فلزات دیگر اضافه می شود تا مقاومت آنها در برابر محیط های اسیدی بهبود یابد. این فلز به خودی خود بسیار گران است، زیرا در طبیعت بسیار ضعیف توزیع می شود.

همچنین بخوانید:

بیشتر عناصر جدول تناوبی متعلق به فلزات هستند. آنها از نظر خصوصیات فیزیکی و شیمیایی متفاوت هستند، اما دارای خواص مشترک هستند: هدایت الکتریکی و حرارتی بالا، انعطاف پذیری، دمای مثبت. اکثر فلزات در شرایط عادی جامد هستند، با یک استثنا از این قانون: جیوه. کروم سخت ترین فلز در نظر گرفته می شود.

در سال 1766، یک ماده معدنی قرمز غنی از قبل ناشناخته در یکی از معادن نزدیک یکاترینبورگ کشف شد. نام آن "سرب قرمز سیبری" داده شد. نام امروزی آن "crocoite" است که PbCrO4 آن است. این ماده معدنی جدید توجه دانشمندان را به خود جلب کرده است. در سال 1797، شیمیدان فرانسوی واکلین، با انجام آزمایشاتی با آن، فلز جدیدی را جدا کرد که بعداً کروم نام گرفت.

ترکیبات کروم دارای رنگ های روشن در رنگ های مختلف می باشند. به همین دلیل نام خود را گرفت، زیرا در ترجمه یونانی "کروم" به معنای "رنگ" است.

در شکل خالص آن فلزی نقره ای مایل به آبی است. این جزء ضروری فولادهای آلیاژی (زنگ نزن) است که به آنها مقاومت در برابر خوردگی و سختی می دهد. کروم به طور گسترده ای در آبکاری الکتریکی، برای ارائه یک پوشش محافظ زیبا و مقاوم در برابر سایش و در پردازش چرم استفاده می شود. قطعات موشک، نازل های مقاوم در برابر حرارت و غیره از آلیاژهای مبتنی بر آنها ساخته می شوند. اکثر منابع ادعا می کنند که کروم سخت ترین فلز موجود روی زمین است. سختی کروم (بسته به شرایط آزمایشی) به 700-800 واحد در مقیاس برینل می رسد.

اگرچه کروم سخت‌ترین فلز روی زمین در نظر گرفته می‌شود، اما از نظر سختی فقط کمی کمتر از تنگستن و اورانیوم است.

چگونه کروم در صنعت به دست می آید

کروم در بسیاری از مواد معدنی یافت می شود. غنی ترین ذخایر سنگ معدن کروم در آفریقای جنوبی (آفریقای جنوبی) قرار دارد. سنگ معدن کروم زیادی در قزاقستان، روسیه، زیمباوه، ترکیه و برخی کشورهای دیگر وجود دارد. گسترده ترین سنگ آهن کروم Fe (CrO2)2 است. از این ماده معدنی، کروم با پختن در کوره های الکتریکی روی یک لایه به دست می آید. واکنش طبق فرمول زیر انجام می شود: Fe (CrO2)2 + 4C = 2Cr + Fe + 4CO.

سخت ترین فلز از سنگ آهن کروم را می توان به روش دیگری به دست آورد. برای انجام این کار، ابتدا ماده معدنی با کلسینه ذوب می شود

یک باور رایج در مورد سختی، الماس یا فولاد داماس/فولاد دمشق است. اگر اولین ماده معدنی بر تمام مواد ساده موجود بر روی زمین که طبیعت خلق کرده برتری دارد، پس خواص شگفت انگیز تیغه های ساخته شده از فولاد کمیاب به دلیل مهارت شمشیرسازان و افزودنی های فلزات دیگر است. بسیاری از آلیاژهای فنی، به عنوان مثال، برای تولید برش های فوق سخت در صنعت مهندسی، ایجاد ابزارهای بادوام و قابل اعتماد با خواص منحصر به فرد، با این افزودنی ها در همزیستی معمول آهن و کربن، به طور خلاصه، به طور سنتی در ارتباط هستند. فولاد - کروم، تیتانیوم، وانادیم، مولیبدن، نیکل. وقتی خوانندگان می پرسند سخت ترین فلز جهان چیست، با رگباری از اطلاعات متناقض در صفحات وب سایت ها بمباران می شوند. در این نقش، به گفته نویسندگان مقالات مختلف، یا تنگستن یا کروم، یا ایریدیوم با اسمیم، یا تیتانیوم با تانتالیوم.

برای عبور از جنگلی که همیشه به درستی تفسیر نشده است، البته حقایق دقیق، ارزش آن را دارد که به منبع اصلی رجوع کنیم - سیستم عناصر موجود در ترکیب و سایر اشیاء کیهانی، که توسط شیمیدان بزرگ روسی به بشریت واگذار شده است. فیزیکدان D.I. مندلیف. او دانش دایره‌المعارفی داشت، پیشرفت‌های علمی زیادی در دانش درباره ساختار، ترکیب و برهم‌کنش مواد داشت، علاوه بر جدول معروفی که بر اساس قانون تناوبی بنیادی که کشف کرد، به نام او نامگذاری شد.

سیارات نزدیک به خورشید - عطارد، زهره، مریخ، همراه با سیاره ما، به عنوان یکی - گروه زمینی طبقه بندی می شوند. دلایلی برای این امر نه تنها در میان اخترشناسان، فیزیکدانان و ریاضیدانان، بلکه در میان زمین شناسان و شیمیدانان نیز وجود دارد. دلیل چنین نتایجی در میان موارد اخیر، از جمله این واقعیت است که همه آنها عمدتاً از سیلیکات تشکیل شده اند، یعنی. مشتقات مختلف عنصر سیلیکون و همچنین ترکیبات فلزی متعدد از جدول دیمیتری ایوانوویچ.

به طور خاص، سیاره ما عمدتاً (تا 99٪) از ده عنصر تشکیل شده است:

اما انسان، علاوه بر آهن و آلیاژهای مبتنی بر آن که برای بقا و توسعه ضروری است، همیشه جذب فلزات گرانبها، که اغلب با احترام به آنها فلزات نجیب - طلا و نقره و بعدها پلاتین - می‌گویند، بسیار بیشتر بوده است.

طبق طبقه بندی علمی که توسط شیمیدانان پذیرفته شده است، گروه پلاتین شامل روتنیوم، رودیوم، پالادیوم و اسمیم با ایریدیم است. همه آنها نیز متعلق به فلزات نجیب هستند. بر اساس جرم اتمی آنها به طور معمول به دو زیر گروه تقسیم می شوند:

دو مورد آخر برای تحقیقات شبه علمی ما در مورد این که چه کسی در اینجا سخت‌ترین است، جالب توجه است. این به دلیل این واقعیت است که جرم اتمی بزرگ در مقایسه با سایر عناصر: 190.23 برای اسمیم، 192.22 برای ایریدیوم، طبق قوانین فیزیک، حاکی از چگالی ویژه عظیم و در نتیجه سختی این فلزات است.

اگر طلای متراکم و سنگین و سرب مواد نرم و پلاستیکی هستند که پردازش آنها آسان است، پس اوسمیم و ایریدیوم که در آغاز قرن نوزدهم کشف شدند، شکننده بودند. در اینجا لازم به یادآوری است که معیار این خاصیت فیزیکی این است که الماسی که می توان از آن برای حک کردن روی هر ماده سخت دیگری با منشأ طبیعی یا مصنوعی بدون تلاش زیاد استفاده کرد، بسیار شکننده است، یعنی. شکستن آن نسبتاً آسان است. اگرچه در نگاه اول این تقریبا غیرممکن به نظر می رسد.

علاوه بر این، اسمیوم و پالادیوم دارای خواص بسیار جالب تری هستند:

• نسوز بسیار بالا.
• مقاوم در برابر خوردگی و اکسیداسیون حتی در دمای بالا.
• در برابر اسیدهای غلیظ و سایر ترکیبات تهاجمی مقاوم است.

بنابراین، همراه با پلاتین، از جمله به شکل ترکیبات با آن، در تولید کاتالیزورهای بسیاری از فرآیندهای شیمیایی، دستگاه‌های با دقت بالا، تجهیزات، ابزار در بخش‌های پزشکی، علمی، نظامی و فضایی فعالیت‌های انسانی استفاده می‌شوند. .

این اسمیم و ایریدیوم است و دانشمندان پس از تحقیقات بر این باورند که این خاصیت تقریباً به همان اندازه طبیعت به آنها داده است، سخت ترین فلزات جهان هستند.



و همه چیز خوب خواهد بود، اما نه خیلی خوب. واقعیت این است که هم حضور آنها در پوسته زمین و هم تولید جهانی این مواد معدنی بسیار مفید ناچیز است:

• 10-11٪ محتوای آنها در پوسته جامد سیاره است.
• مقدار کل فلز خالص تولید شده در سال در حدود زیر است: 4 تن برای ایریدیوم، 1 تن برای اسمیم.
• قیمت اسمیوم تقریباً برابر با قیمت طلا است.

واضح است که این فلزات خاکی کمیاب و گران قیمت، علیرغم سختی، حتی نمی توانند به میزان محدودی به عنوان مواد اولیه برای تولید مورد استفاده قرار گیرند. شاید به عنوان افزودنی به آلیاژها، ترکیبات با فلزات دیگر برای ایجاد خواص منحصر به فرد.

چه کسی برای آنهاست؟

اما اگر کسی جایگزینی برای ایریدیوم با اسمیم پیدا نمی کرد، خودش نمی شد. از آنجایی که استفاده از آنها نامناسب و بسیار پرهزینه است، توجه به فلزات دیگری که کاربرد خود را در موقعیت ها و صنایع مختلف برای ایجاد آلیاژهای جدید، مواد کامپوزیت، تولید تجهیزات، ماشین آلات و مکانیزم های هر دو پیدا کرده اند، بدون موفقیت نبود. استفاده غیرنظامی و نظامی:

اگرچه سخت ترین فلز جهان یا بهتر است بگوییم دو تای آنها - ایریدیوم و اسمیم، فقط در شرایط آزمایشگاهی و همچنین به عنوان افزودنی های ناچیز به آلیاژها خواص منحصر به فرد خود را نشان داده اند، اما باید از سایر ترکیبات برای ایجاد مواد جدید ضروری برای انسان تشکر کرد. طبیعت و برای این هدیه در عین حال، شکی وجود ندارد که ذهن کنجکاو دانشمندان با استعداد و مخترعان باهوش مواد جدیدی با خواص منحصر به فرد به دست خواهند آورد، همانطور که قبلاً در مورد سنتز فولرن ها اتفاق افتاده است، که معلوم شد سخت تر از الماس است. در حال حاضر تعجب آور است

هر آنچه باید در مورد تیتانیوم، کروم و تنگستن بدانید

بسیاری از مردم به این سوال علاقه دارند: سخت ترین فلز در جهان چیست؟ این تیتانیوم است. این ماده جامد تمرکز بیشتر مقاله خواهد بود. بیایید کمی با فلزات سختی مانند کروم و تنگستن نیز آشنا شویم.

9 حقیقت جالب در مورد تیتانیوم

1. چندین نسخه وجود دارد که چرا این فلز نام خود را گرفته است. یک نظریه این است که نام او از تیتان ها، موجودات ماوراء طبیعی بی باک، گرفته شده است. بر اساس یک نسخه دیگر، نام از Titania، ملکه پریان آمده است.
2. تیتانیوم در پایان قرن 18 توسط یک شیمیدان آلمانی و انگلیسی کشف شد.
3. تیتانیوم به دلیل شکنندگی طبیعی مدت زیادی است که در صنعت استفاده نشده است.
4. در آغاز سال 1925، پس از یک سری آزمایش، شیمیدانان تیتانیوم را به شکل خالص آن بدست آوردند.
5. براده های تیتانیوم بسیار قابل اشتعال هستند.
6. یکی از سبک ترین فلزات است.
7. تیتانیوم فقط در دمای بالای 3200 درجه می تواند ذوب شود.
8. در دمای 3300 درجه می جوشد.
9. تیتانیوم رنگ نقره ای دارد.

تاریخچه کشف تیتانیوم

این فلز که بعداً تیتانیوم نام گرفت، توسط دو دانشمند - ویلیام گرگور انگلیسی و مارتین گرگور کلاپروت آلمانی کشف شد. دانشمندان به طور موازی کار می کردند و با یکدیگر تلاقی نداشتند. تفاوت اکتشافات 6 سال است.

ویلیام گرگور نامی برای کشف خود گذاشت: manakin.

بیش از 30 سال بعد، اولین آلیاژ تیتانیوم به دست آمد که معلوم شد بسیار شکننده است و نمی توان آن را در جایی استفاده کرد. اعتقاد بر این است که تنها در سال 1925 تیتانیوم به شکل خالص خود جدا شد که به یکی از محبوب ترین فلزات در صنعت تبدیل شد.

ثابت شده است که کریلوف دانشمند روسی در سال 1875 موفق به استخراج تیتانیوم خالص شد. او بروشوری را منتشر کرد که جزئیات کار خود را شرح می داد. با این حال، تحقیقات یک روسی کمتر شناخته شده مورد توجه قرار نگرفت.

اطلاعات کلی در مورد تیتانیوم

آلیاژهای تیتانیوم نجاتی برای مکانیک ها و مهندسان هستند. به عنوان مثال، بدنه هواپیما از تیتانیوم ساخته شده است. در طول پرواز، سرعت آن چندین برابر بیشتر از سرعت صوت است. کیس تیتانیوم تا دمای بالای 300 درجه گرم می شود و ذوب نمی شود.

این فلز ده تا از "متداول ترین فلزات در طبیعت" را می بندد. ذخایر بزرگی در آفریقای جنوبی، چین و مقدار زیادی تیتانیوم در ژاپن، هند و اوکراین کشف شده است.

مجموع ذخایر تیتانیوم جهان بیش از 700 میلیون تن است. اگر نرخ تولید ثابت بماند، تیتانیوم کافی برای 150-160 سال دیگر وجود خواهد داشت.

بزرگترین تولید کننده سخت ترین فلز در جهان، شرکت روسی VSMPO-Avisma است که یک سوم نیازهای جهان را برآورده می کند.

خواص تیتانیوم

1. مقاومت در برابر خوردگی.
2. استحکام مکانیکی بالا.
3. چگالی کم.

وزن اتمی تیتانیوم 47.88 amu است، شماره سریال در جدول تناوبی شیمیایی 22 است. از نظر ظاهری، بسیار شبیه به فولاد است.

چگالی مکانیکی فلز 6 برابر بیشتر از آلومینیوم و 2 برابر بیشتر از آهن است. می تواند با اکسیژن، هیدروژن، نیتروژن ترکیب شود. هنگامی که این فلز با کربن جفت می شود، کاربیدهای فوق العاده سختی تشکیل می دهد.

رسانایی حرارتی تیتانیوم 4 برابر کمتر از آهن و 13 برابر کمتر از آلومینیوم است.

فرآیند استخراج تیتانیوم

مقدار زیادی تیتانیوم در زمین وجود دارد، با این حال، استخراج آن از اعماق هزینه زیادی دارد. برای تولید از روش یدید استفاده می شود که نویسنده آن ون آرکل دی بوئر می باشد.

این روش مبتنی بر توانایی فلز برای ترکیب با ید است، پس از تجزیه این ترکیب، تیتانیوم خالص، عاری از ناخالصی های خارجی، به دست می آید.

جالب ترین چیزهای ساخته شده از تیتانیوم:

• پروتز در پزشکی؛
• برد دستگاه های موبایل؛
• سیستم های موشکی برای اکتشاف فضایی؛
• خطوط لوله، پمپ ها؛
• سایبان، قرنیز، روکش خارجی ساختمان ها؛
• اکثر قطعات (شاسی، تریم).

زمینه های کاربرد تیتانیوم

تیتانیوم به طور فعال در حوزه نظامی، پزشکی و جواهرات استفاده می شود. نام غیر رسمی "فلز آینده" به آن داده شد. بسیاری می گویند که به تبدیل رویاها به واقعیت کمک می کند.

سخت ترین فلز جهان در ابتدا در حوزه نظامی و دفاعی مورد استفاده قرار گرفت. امروزه مصرف کننده اصلی محصولات تیتانیوم صنعت هواپیماسازی است.

تیتانیوم یک ماده ساختمانی جهانی است. سال‌ها از آن برای ساخت توربین‌های هواپیما استفاده می‌شد. در موتورهای هواپیما، عناصر فن، کمپرسورها و دیسک ها از تیتانیوم ساخته می شوند.

طراحی یک هواپیمای مدرن می تواند حاوی 20 تن آلیاژ تیتانیوم باشد.

زمینه های اصلی کاربرد تیتانیوم در ساخت هواپیما:

• محصولات فضایی (لبه درها، دریچه ها، روکش، کفپوش)؛
• واحدها و اجزایی که در معرض بارهای سنگین هستند (براکت بال، ارابه فرود، سیلندرهای هیدرولیک).
• قطعات موتور (محفظه، تیغه های کمپرسور).

به لطف تیتانیوم، انسان توانست از دیوار صوتی عبور کرده و وارد فضا شود. برای ساخت سامانه های موشکی سرنشین دار استفاده شد. تیتان می تواند تشعشعات کیهانی، تغییرات دما و سرعت حرکت را تحمل کند.

این فلز چگالی کمی دارد که در صنعت کشتی سازی اهمیت دارد. محصولات ساخته شده از تیتانیوم سبک وزن هستند، به این معنی که وزن آن کاهش می یابد و قدرت مانور، سرعت و برد آن افزایش می یابد. اگر بدنه کشتی با تیتانیوم پوشانده شده باشد، برای سالها نیازی به رنگ آمیزی نخواهد داشت - تیتانیوم در آب دریا زنگ نمی زند (مقاومت در برابر خوردگی).

اغلب این فلز در کشتی سازی برای ساخت موتورهای توربین، دیگ بخار و لوله های کندانسور استفاده می شود.

صنعت نفت و تیتانیوم

حفاری فوق عمیق یک منطقه امیدوار کننده برای استفاده از آلیاژهای تیتانیوم در نظر گرفته می شود. برای مطالعه و استخراج منابع زیرزمینی، باید به عمق زیرزمینی - بیش از 15 هزار متر نفوذ کرد. به عنوان مثال، لوله های مته آلومینیومی به دلیل گرانش خود پاره می شوند و تنها آلیاژهای تیتانیوم می توانند به اعماق بسیار زیاد برسند.

چندی پیش، تیتانیوم به طور فعال برای ایجاد چاه در قفسه های دریا مورد استفاده قرار گرفت. متخصصان از آلیاژهای تیتانیوم به عنوان تجهیزات استفاده می کنند:

• تاسیسات تولید نفت؛
• مخازن فشار قوی؛
• پمپ های اعماق دریا، خطوط لوله.

تیتانیوم در ورزش، پزشکی

تیتانیوم به دلیل استحکام و سبکی در زمینه ورزش بسیار محبوب است. چند دهه پیش، دوچرخه ای از آلیاژ تیتانیوم ساخته شد، اولین تجهیزات ورزشی ساخته شده از سخت ترین مواد در جهان. یک دوچرخه مدرن از بدنه تیتانیومی، همان فنرهای ترمز و صندلی تشکیل شده است.

چوب گلف تیتانیومی در ژاپن ساخته شده است. این دستگاه ها سبک و بادوام هستند اما بسیار گران هستند.

اکثر وسایلی که در کوله‌پشتی کوهنوردان و مسافران وجود دارد از تیتانیوم ساخته شده است - ظروف غذاخوری، ست‌های آشپزی، قفسه‌هایی برای استحکام چادر. تبرهای یخی تیتانیومی تجهیزات ورزشی بسیار محبوبی هستند.

این فلز در صنعت پزشکی تقاضای زیادی دارد. اکثر ابزارهای جراحی از تیتانیوم ساخته شده اند - سبک و راحت.

یکی دیگر از زمینه های کاربرد فلز در آینده، ایجاد پروتز است. تیتانیوم کاملاً با بدن انسان "ترکیب" می شود. پزشکان این فرآیند را " خویشاوندی واقعی " نامیدند. ساختارهای تیتانیوم برای عضلات و استخوان ها بی خطر هستند، به ندرت باعث واکنش آلرژیک می شوند و توسط مایعات در بدن از بین نمی روند. پروتزهای تیتانیومی بادوام هستند و می توانند بارهای فیزیکی زیادی را تحمل کنند.

تیتانیوم یک فلز شگفت انگیز است. این به فرد کمک می کند تا در زمینه های مختلف زندگی به ارتفاعات بی سابقه ای دست یابد. به دلیل قدرت، سبکی و سالهای طولانی خدمت، محبوب و مورد احترام است.

کروم یکی از سخت ترین فلزات است

حقایق جالب در مورد کروم

1. نام فلز از کلمه یونانی "chroma" به معنای رنگ گرفته شده است.
2. در محیط طبیعی، کروم به صورت خالص یافت نمی شود، بلکه فقط به صورت سنگ آهن کروم، اکسید دوگانه یافت می شود.
3. بزرگترین ذخایر این فلز در آفریقای جنوبی، روسیه، قزاقستان و زیمبابوه قرار دارد.
4. چگالی فلز – 7200 کیلوگرم بر متر مکعب.
5. کروم در دمای 1907 درجه ذوب می شود.
6. در دمای 2671 درجه می جوشد.
7. کروم کاملا خالص بدون ناخالصی با شکل پذیری و ویسکوزیته مشخص می شود. هنگامی که با اکسیژن، نیتروژن یا هیدروژن ترکیب می شود، فلز شکننده و بسیار سخت می شود.
8. این فلز نقره ای مایل به سفید توسط لوئی نیکلاس واکلین فرانسوی در پایان قرن 18 کشف شد.

خواص فلز کروم

کروم سختی بسیار بالایی دارد و می تواند شیشه را برش دهد. در اثر هوا یا رطوبت اکسید نمی شود. اگر فلز گرم شود، اکسیداسیون فقط در سطح رخ می دهد.

بیش از 15000 تن کروم خالص در سال مصرف می شود. شرکت انگلیسی Bell Metals پیشرو در تولید کروم خالص محسوب می شود.

بیشترین مقدار کروم در ایالات متحده آمریکا، اروپای غربی و ژاپن مصرف می شود. بازار کروم بی ثبات است و قیمت ها طیف گسترده ای را شامل می شود.

زمینه های استفاده از کروم

اغلب برای ایجاد آلیاژها و پوشش های گالوانیکی (آبکاری کروم برای حمل و نقل) استفاده می شود.

کروم به فولاد اضافه می شود که خواص فیزیکی فلز را بهبود می بخشد. این آلیاژها در متالورژی آهنی بیشترین تقاضا را دارند.

محبوب ترین درجه فولاد شامل کروم (18٪) و نیکل (8٪) است. چنین آلیاژهایی مقاومت بسیار خوبی در برابر اکسیداسیون و خوردگی دارند و حتی در دماهای بالا نیز بادوام هستند.

کوره های گرمایش از فولاد ساخته می شوند که حاوی یک سوم کروم است.

چه چیز دیگری از کروم ساخته شده است؟

1. لوله های سلاح گرم.
2. بدنه زیردریایی.
3. آجر که در متالورژی کاربرد دارد.

یکی دیگر از فلزات بسیار سخت تنگستن است.

حقایق جالب در مورد تنگستن

1. نام فلز ترجمه شده از آلمانی ("Wolf Rahm") به معنای "فم گرگ" است.
2. نسوزترین فلز جهان است.
3. تنگستن دارای رنگ خاکستری روشن است.
4. این فلز در پایان قرن 18 (1781) توسط کارل شیله سوئدی کشف شد.
5. تنگستن در دمای 3422 درجه ذوب می شود، در 5900 می جوشد.
6. فلز دارای چگالی 19.3 g/cm³ است.
7. جرم اتمی - 183.85، عنصر گروه VI در سیستم تناوبی مندلیف (شماره سریال - 74).

فرآیند استخراج تنگستن

تنگستن به گروه بزرگی از فلزات کمیاب تعلق دارد. همچنین شامل روبیدیم و مولیبدن است. این گروه با شیوع کم فلزات در طبیعت و مقیاس کم مصرف مشخص می شود.

تولید تنگستن شامل 3 مرحله است:

• جداسازی فلز از سنگ معدن، انباشته شدن آن در محلول؛
• جداسازی ترکیب، تصفیه آن؛
• جداسازی فلز خالص از یک ترکیب شیمیایی تمام شده
• مواد اولیه برای تولید تنگستن شیلیت و ولفرامیت هستند.

کاربردهای تنگستن

تنگستن اساس اکثر آلیاژهای قوی است. از آن برای ساخت موتورهای هواپیما، قطعات دستگاه های خلاء الکتریکی و رشته های رشته ای استفاده می شود.
چگالی بالای این فلز امکان استفاده از تنگستن را برای ساخت موشک های بالستیک، گلوله ها، وزنه های تعادل و گلوله های توپخانه فراهم می کند.

ترکیبات مبتنی بر تنگستن برای پردازش فلزات دیگر، در صنعت معدن (حفاری چاه)، رنگ و لاک الکل، و منسوجات (به عنوان یک کاتالیزور برای سنتز آلی) استفاده می شود.

از ترکیبات پیچیده تنگستن آنها می سازند:

• سیم - مورد استفاده در کوره های گرمایش؛
• نوار، فویل، صفحات، ورق - برای نورد و آهنگری مسطح.

تیتانیوم، کروم و تنگستن در صدر فهرست «سخت‌ترین فلزات جهان» قرار دارند. آنها در بسیاری از زمینه های فعالیت انسانی - هوانوردی و موشک، نظامی، ساخت و ساز و در عین حال، این طیف گسترده ای از کاربردهای فلزات نیست.

فلزات از زمان طلوع تمدن مورد استفاده بشر بوده است. یکی از اولین موارد شناخته شده مس، به دلیل سهولت پردازش و استفاده گسترده از آن بود. باستان شناسان در حین کاوش ها هزاران اقلام مسی یافته اند. پیشرفت متوقف نمی شود و به زودی بشریت یاد گرفت که آلیاژهای بادوام برای ساخت سلاح و ابزار کشاورزی تولید کند. تا به امروز، آزمایشات روی فلزات متوقف نشده است، بنابراین می توان تعیین کرد که قوی ترین فلز در جهان کدام است.

ایریدیوم

بنابراین، قوی ترین فلز ایریدیوم است. از طریق رسوب از انحلال پلاتین در اسید سولفوریک به دست می آید. پس از واکنش، ماده سیاه می شود و بعداً در فرآیند ترکیبات مختلف می تواند تغییر رنگ دهد: از این رو نام آن به معنای "رنگین کمان" است. ایریدیوم در اوایل قرن نوزدهم کشف شد و از آن زمان تاکنون تنها دو راه برای حل کردن آن پیدا شده است: لیمو مذاب و پراکسید سدیم.

ایریدیوم در طبیعت بسیار نادر است.

ایریدیوم به طور گسترده در زمینه های مختلف فعالیت های انسانی، به ویژه در پزشکی استفاده می شود. برای تولید پروتزهای چشم، سمعک، الکترودهای مغز و همچنین کپسول‌های مخصوصی که در تومورهای سرطانی کاشته می‌شوند، استفاده می‌شود.

به گفته دانشمندان، چنین مقدار کمی ماده نشان می دهد که منشاء بیگانه دارد، یعنی توسط نوعی سیارک آورده شده است.

یکی دیگر از قوی ترین فلزات جهان که نام آن از نام کشور ما گرفته شده است. اولین بار در اورال کشف شد. یا بهتر است بگوییم، آنها پلاتین را در آنجا پیدا کردند که بعداً دانشمندان روسی فلز جدیدی را در آن شناسایی کردند. این 200 سال پیش بود.

به دلیل زیبایی، روتنیوم اغلب در جواهرات استفاده می شود، اما نه به شکل خالص آن، زیرا بسیار کمیاب است.

روتنیم یک فلز نجیب است. این نه تنها سختی، بلکه زیبایی نیز دارد. از نظر سختی، فقط کمی کمتر از کوارتز است. اما در عین حال بسیار شکننده است، به راحتی می توان آن را به پودر تبدیل کرد یا با انداختن آن از ارتفاع شکسته شد. علاوه بر این، سبک ترین و قوی ترین فلز است، چگالی آن به سختی سیزده گرم در هر سانتی متر مکعب است.

با وجود مقاومت ضعیف در برابر ضربه، روتنیوم در مقاومت در برابر دماهای بالا عالی است. برای ذوب آن باید بیش از 2300 درجه حرارت داده شود. اگر این کار با استفاده از قوس الکتریکی انجام شود، ماده می تواند مستقیماً به حالت گازی برود و مرحله مایع را دور بزند.

به عنوان بخشی از آلیاژها، استفاده از آن بسیار گسترده است، حتی در مکانیک فضایی، به عنوان مثال، آلیاژهای فلزات روتنیوم و پلاتین برای ساخت عناصر سوختی برای ماهواره های مصنوعی زمین انتخاب شدند.

اولین کسی که روی زمین این فلز را کشف کرد، دانشمند سوئدی اِکبرگ بود. اما شیمیدان هرگز نتوانست آن را به شکل خالص خود جدا کند، به همین دلیل است که نام قهرمان اسطوره های یونانی، تانتالوس را دریافت کرد. تانتالوم فقط در طول جنگ جهانی دوم به طور فعال مورد استفاده قرار گرفت.

تانتالم یک فلز سخت، بادوام و نقره‌ای رنگ است که در دماهای معمولی فعالیت کمی از خود نشان می‌دهد، تنها در دمای بالای 280 درجه سانتیگراد اکسید می‌شود و تنها در دمای 3300 کلوین ذوب می‌شود.

تانتالیوم علیرغم استحکامش کاملاً انعطاف پذیر است و تقریباً مانند طلا است و کار با آن دشوار نیست

تانتالیوم را می توان به عنوان جایگزینی برای فولادهای ضد زنگ استفاده کرد.

تانتالیوم نیز مورد استفاده قرار می گیرد:

• در حمل و نقل هوایی برای ساخت قطعات مقاوم در برابر حرارت؛
• در شیمی به عنوان بخشی از آلیاژهای ضد خوردگی؛
• در انرژی هسته ای، زیرا در برابر بخار سزیم بسیار مقاوم است.
• دارو برای ساخت ایمپلنت و پروتز؛
• در فناوری کامپیوتر برای تولید ابررساناها؛
• در امور نظامی برای انواع مختلف پرتابه؛
• در جواهرات، زیرا در طول اکسیداسیون می تواند سایه های مختلفی به دست آورد.

این فلز بیوژنیک در نظر گرفته می شود، به این معنی که می تواند تأثیر مثبتی بر موجودات زنده داشته باشد. به عنوان مثال، مقدار کروم سطح کلسترول را تنظیم می کند. اگر کروم در بدن کمتر از شش میلی گرم باشد، منجر به افزایش شدید کلسترول در خون می شود. شما می توانید یون های کروم را، به عنوان مثال، از جو مروارید، اردک، جگر یا چغندر دریافت کنید.
کروم نسوز است، به رطوبت واکنش نشان نمی دهد و اکسید نمی شود (فقط زمانی که در دمای بالای 600 درجه سانتی گراد گرم شود).

این فلز به طور فعال برای ایجاد روکش های کروم و روکش های دندانی استفاده می شود.

این فلز بادوام قبلاً گلوسینیم نامیده می شد زیرا مردم به طعم شیرین آن توجه داشتند. علاوه بر این، این ماده دارای خواص شگفت انگیز بسیار بیشتری است. او تمایلی به وارد شدن به واکنش های شیمیایی ندارد. بسیار بادوام: به طور تجربی ثابت شده است که سیم بریلیوم به ضخامت یک میلی متر می تواند وزن یک بزرگسال را تحمل کند. برای مقایسه، سیم آلومینیومی تنها می تواند دوازده کیلوگرم را تحمل کند.

بریلیم بسیار سمی است. هنگامی که بلعیده می شود، می تواند جایگزین منیزیم در استخوان ها شود، وضعیتی به نام بریلیوز. با سرفه خشک و تورم ریه ها همراه است و می تواند منجر به مرگ شود. شاید سمی بودن تنها عیب قابل توجه بریلیوم برای انسان باشد. در غیر این صورت، مزایای زیادی دارد و کاربردهای زیادی دارد: صنایع سنگین، سوخت هسته ای، هوانوردی و فضانوردی، متالورژی، پزشکی.

بریلیم در مقایسه با برخی از فلزات قلیایی بسیار سبک است

این فلز بادوام حتی گرانتر از ایریدیوم است (و بعد از کالیفرنیا در رتبه دوم قرار دارد). با این حال، در مناطقی که نتیجه مهمتر از هزینه است استفاده می شود: برای تولید تجهیزات پزشکی برای بهترین کلینیک های جهان. علاوه بر این، می توان از آن برای ایجاد تماس های الکتریکی، قطعات تجهیزات اندازه گیری و ساعت های گران قیمت مانند رولکس، میکروسکوپ های الکترونی و کلاهک های نظامی استفاده کرد. به لطف اسمیوم، آنها قوی تر می شوند و می توانند در برابر دماهای بالاتر، حتی دمای شدید مقاومت کنند.

اوسمیوم به تنهایی در طبیعت وجود ندارد، فقط در ترکیب با رودیوم، بنابراین پس از استخراج، وظیفه جداسازی اتم های آنهاست. اسمیوم در مجموعه ای با پلاتین، مس و برخی سنگ معدن های دیگر کمتر رایج است.

تنها چند ده کیلوگرم از این ماده در سال در این سیاره تولید می شود.

این فلز ساختار بسیار محکمی دارد. رنگ آن مایل به سفید است و وقتی پودر شود سیاه می شود. این فلز بسیار کمیاب است و در ترکیب با سایر سنگ ها و کانی ها استخراج می شود. غلظت رنیم در طبیعت ناچیز است.

به دلیل هزینه بالای باورنکردنی، این ماده فقط در موارد ضروری استفاده می شود. پیش از این، آلیاژهای آن به دلیل مقاومت در برابر حرارت، در هوانوردی و موشک از جمله برای تجهیز جنگنده های مافوق صوت استفاده می شد. این منطقه بود که نقطه اصلی مصرف جهانی رنیم بود و آن را به ماده ای برای استفاده نظامی-استراتژیک تبدیل کرد.

از رنیوم برای ساخت رشته ها و فنرهای ابزار اندازه گیری، کنتاکت های خود تمیز شونده و کاتالیزورهای ویژه لازم برای تولید بنزین استفاده می شود. این همان چیزی است که در سال های اخیر تقاضا برای رنیوم را به میزان قابل توجهی افزایش داده است. بازار جهانی به معنای واقعی کلمه آماده مبارزه برای این فلز کمیاب است.

در کل جهان فقط یک سپرده کامل از آن وجود دارد و در روسیه قرار دارد و دومین و بسیار کوچکتر در فنلاند است.

دانشمندان ماده جدیدی اختراع کرده اند که از نظر خواص می تواند قوی تر از فلزات شناخته شده شود. اسمش "فلز مایع" بود. آزمایشات با آن به تازگی شروع شده است، اما قبلاً خود را ثابت کرده است. کاملاً ممکن است که Liquid Metal به زودی جایگزین فلزاتی شود که برای ما بسیار شناخته شده هستند.