هل يمكنك تخيل ما كان سيحدث لو لم يكتشف أسلافنا معادن مهمة مثل الفضة والذهب والنحاس والحديد؟ ربما ما زلنا نعيش في أكواخ ، باستخدام الحجر كأداة رئيسية لدينا. إنها قوة المعدن التي لعبت دورًا مهمًا في تشكيل ماضينا والعمل الآن كأساس نبني عليه المستقبل.

بعضها ناعمة جدًا وذائبة تمامًا في يديك ، مثل أكثر المعادن نشاطًا في العالم. البعض الآخر صعب للغاية بحيث لا يمكن ثنيهم أو خدشهم أو كسرهم دون استخدام معدات خاصة.

وإذا كنت مهتمًا بأي المعادن هي الأصعب والأكثر متانة في العالم ، فسنجيب على هذا السؤال ، مع الأخذ في الاعتبار التقديرات المختلفة للصلادة النسبية للمواد (مقياس موس ، طريقة برينل) ، بالإضافة إلى المعلمات مثل:

• معامل يونغ: يأخذ في الاعتبار مرونة عنصر تحت التوتر ، أي قدرة الجسم على المقاومة تحت التشوه المرن.
• قوة العائد: تحدد قوة الشد القصوى للمادة ، وبعد ذلك تبدأ في إظهار سلوك الدكتايل.
• قوة الشد: إجهاد الشد النهائي وبعد ذلك تبدأ المادة في الانكسار.

10. التنتالوم

هذا المعدن له ثلاث مزايا في آن واحد: إنه متين ، كثيف ومقاوم للتآكل. بالإضافة إلى ذلك ، ينتمي هذا العنصر إلى مجموعة المعادن الحرارية مثل التنغستن. لإذابة التنتالوم ، سيتعين عليك إشعال نار عند درجة حرارة 3017 درجة مئوية.

يستخدم التانتالوم بشكل أساسي في قطاع الإلكترونيات لإنتاج مكثفات متينة وثابتة للهواتف وأجهزة الكمبيوتر المنزلية والكاميرات وحتى للأجهزة الإلكترونية في السيارات.

9. البريليوم

ولكن من الأفضل عدم الاقتراب من هذا الرجل الوسيم المعدني بدون معدات واقية. لأن البريليوم شديد السمية وله تأثير مسرطن وحساسية. إذا استنشقت هواءً يحتوي على غبار أو أبخرة من البريليوم ، فسيحدث مرض البريليوس الذي يؤثر على الرئتين.

ومع ذلك ، فإن البريليوم ليس ضارًا فحسب ، ولكنه جيد أيضًا. على سبيل المثال ، أضف فقط 0.5٪ من البريليوم إلى الفولاذ واحصل على الينابيع التي ستكون مرنة حتى لو تم إحضارها إلى الحرارة الحمراء. يتحملون المليارات من دورات الحمل.

يستخدم البريليوم في صناعة الطيران لإنشاء شاشات حرارية وأنظمة توجيه ، لإنشاء مواد حرارية. وحتى الأنبوب المفرغ لمصادم هادرون الكبير مصنوع من البريليوم.

8. أورانوس

هذه المادة المشعة الطبيعية منتشرة للغاية في قشرة الأرض ، ولكنها تتركز في بعض التكوينات الصخرية الصلبة.

أحد أصعب المعادن في العالم له تطبيقان مهمان تجاريًا - الأسلحة النووية والمفاعلات النووية. وبالتالي ، فإن المنتجات النهائية لصناعة اليورانيوم هي القنابل والنفايات المشعة.

7. الحديد والصلب

كمادة نقية ، الحديد ليس صلبًا جدًا مقارنة بالمشاركين الآخرين في التصنيف. ولكن بسبب الحد الأدنى من تكلفة التعدين ، فإنه غالبًا ما يتم دمجه مع عناصر أخرى لإنتاج الصلب.

الفولاذ هو سبيكة قوية جدًا من الحديد وعناصر أخرى مثل الكربون. هذه هي المواد الأكثر استخدامًا في البناء والهندسة والصناعات الأخرى. وحتى إذا لم يكن لديك أي علاقة بهم ، فلا تزال تستخدم الفولاذ في كل مرة تقطع فيها المنتجات بسكين (ما لم يكن بالطبع خزفيًا).

6. التيتانيوم

التيتانيوم مرادف تقريبًا للقوة. لديها قوة محددة مثيرة للإعجاب (30-35 كم) ، وهي تقريبًا ضعف ضعف الخاصية المماثلة للصلب السبائكي.

كونه معدنًا حراريًا ، فإن التيتانيوم مقاوم للغاية للحرارة والتآكل ، وبالتالي فهو واحد من السبائك الأكثر شعبية. على سبيل المثال ، يمكن مزجها بالحديد والكربون.

إذا كنت بحاجة إلى بنية صلبة للغاية وخفيفة الوزن للغاية في نفس الوقت ، فمن الأفضل العثور على التيتانيوم. هذا يجعله الخيار رقم واحد لإنشاء أجزاء مختلفة في علوم الطائرات والصواريخ وبناء السفن.

5. الرينيوم

هذا معدن نادر ومكلف للغاية ، على الرغم من أنه موجود في الطبيعة في شكله النقي ، إلا أنه عادة ما يأتي مع "خليط" من خليط من الموليبدينايت.

إذا كان زي الرجل الحديدي مصنوعًا من الرينيوم ، يمكن أن يتحمل درجات حرارة 2000 درجة مئوية دون فقدان القوة. ماذا سيحدث للرجل الحديدي نفسه داخل البدلة بعد "عرض نار" كهذا؟

روسيا هي الدولة الثالثة في العالم من حيث الاحتياطيات الطبيعية للرينيوم. يستخدم هذا المعدن في صناعة البتروكيماويات والإلكترونيات والهندسة الكهربائية ، وكذلك لإنشاء محركات الطائرات والصواريخ.

4. كروم

وفقًا لمقياس موس ، الذي يقيس مقاومة العناصر الكيميائية للخدوش ، يأتي الكروم في المراكز الخمسة الأولى ، ويأتي في المرتبة الثانية بعد البورون والماس والتنغستن.

يتم تقدير الكروم لمقاومته العالية للتآكل وصلابته. إنه أسهل في التعامل من معادن مجموعة البلاتين ، علاوة على ذلك ، فهو أكثر شيوعًا ، لذلك الكروم هو عنصر شائع يستخدم في السبائك مثل الفولاذ المقاوم للصدأ.

ويتم استخدام واحد من أقوى المعادن على الأرض لإنشاء مكملات غذائية. بالطبع ، لن تأخذ الكروم النقي في الداخل ، ولكن مركب الطعام الخاص به مع مواد أخرى (على سبيل المثال ، بيكولينات الكروم).

3. إيريديوم

مثل الأوسميوم "الأخ" ، ينتمي الإيريديوم إلى معادن مجموعة البلاتين ، وفي المظهر يشبه البلاتين. إنه صعب ومقاوم للحرارة. لإذابة إيريديوم ، سيكون عليك إشعال نار مع درجات حرارة أعلى من 2000 درجة مئوية.

يعتبر الإيريديوم واحدًا من أثقل المعادن على الأرض ، فضلاً عن كونه أحد أكثر العناصر المقاومة للتآكل.

2. Osmium

ينتمي هذا "الجوز القوي" في عالم المعادن إلى مجموعة البلاتين وله كثافة عالية. في الواقع ، هو العنصر الطبيعي الأكثر كثافة على الأرض (22.61 جم / سم 3). لنفس السبب ، لا يذوب الأوزميوم إلى 3033 درجة مئوية.

عندما يتم خلطه مع معادن مجموعة البلاتين الأخرى (مثل الإيريديوم والبلاتين والبلاديوم) ، يمكن استخدامه في العديد من المجالات المختلفة التي تتطلب الصلابة والمتانة. على سبيل المثال ، لإنشاء حاويات لتخزين النفايات النووية.

1. التنغستن

المعدن الأكثر ديمومة الموجود في الطبيعة. هذا العنصر الكيميائي النادر هو أيضًا أكثر المعادن حرارية (3422 درجة مئوية).

تم اكتشافه لأول مرة في شكل حمض (ثالث أكسيد التنغستن) في عام 1781 من قبل الكيميائي السويدي كارل شيل. قاد البحث الإضافي عالمين إسبان ، خوان خوسيه وفاوستو ديالوجار ، إلى اكتشاف الحمض من التنغستن المعدني ، الذي عزلوا بعد ذلك التنغستن باستخدام الفحم.

بالإضافة إلى استخدامها على نطاق واسع في المصابيح المتوهجة ، فإن قدرة التنغستن على العمل في الحرارة الشديدة تجعله أحد العناصر الأكثر جاذبية لصناعة الأسلحة. خلال الحرب العالمية الثانية ، لعب هذا المعدن دورًا مهمًا في بدء العلاقات الاقتصادية والسياسية بين الدول الأوروبية.

يستخدم التنغستن أيضًا لتصنيع السبائك الصلبة ، وفي صناعة الطيران - لتصنيع فوهات الصواريخ.

جدول مقاومة الشد للمعادن

خلائط المعادن

تعتبر السبائك مزيجًا من المعادن ، والسبب الرئيسي لتكوينها هو الحصول على مادة أكثر متانة. أهم سبائك هي الفولاذ ، وهو مزيج من الحديد والكربون.

كلما زادت قوة السبائك ، كان ذلك أفضل. والفولاذ العادي هنا ليس "بطلاً". واعدة بشكل خاص هي السبائك المعدنية القائمة على الفولاذ الفاناديوم: تنتج العديد من الشركات خيارات بقوة شد تصل إلى 5205 ميجا باسكال.

وأكثر المواد المتوافقة حيويًا وأكثرها صلابة في الوقت الحالي هي سبيكة من التيتانيوم مع β-Ti3Au gold.

شاهد الفيديو: افضل هواتف 2020 في العالم عليك انتظارها بقوة وتتحمس لها (شهر نوفمبر 2024).