Você pode imaginar o que teria acontecido se nossos ancestrais não tivessem descoberto metais importantes como prata, ouro, cobre e ferro? Provavelmente ainda viveríamos em cabanas, usando a pedra como principal ferramenta. Foi a força do metal que desempenhou um papel importante na formação de nosso passado e agora funciona como a base sobre a qual construímos o futuro.
Alguns deles são muito macios e literalmente derretem nas mãos, como o metal mais ativo do mundo... Outros são tão duros que não podem ser dobrados, arranhados ou quebrados sem o uso de equipamento especial.
E se você está se perguntando quais metais são os mais duros e fortes do mundo, responderemos a essa pergunta, levando em consideração várias estimativas de dureza relativa dos materiais (escala de Mohs, método de Brinell), bem como parâmetros como:
- Módulo de Young: leva em consideração a elasticidade de um elemento em tensão, ou seja, a capacidade de um objeto em resistir à deformação elástica.
- Resistência ao escoamento: determina a resistência máxima à tração de um material, após a qual ele começa a exibir comportamento plástico.
- Resistência à tração: tensão mecânica final, após a qual o material começa a se quebrar.
10. Tântalo
Este metal tem três vantagens ao mesmo tempo: é durável, denso e muito resistente à corrosão. Além disso, este elemento pertence ao grupo dos metais refratários, como o tungstênio. Para derreter o tântalo, você precisará fazer uma fogueira a 3.017 ° C.
O tântalo é usado principalmente no setor de eletrônicos para fabricar capacitores resistentes e resistentes para telefones, computadores domésticos, câmeras e até mesmo dispositivos eletrônicos em automóveis.
9. Berílio
Mas é melhor não se aproximar deste belo homem de metal sem equipamento de proteção. Porque o berílio é altamente tóxico e tem efeitos cancerígenos e alérgicos. Se você inalar ar contendo poeira ou vapores de berílio, ocorrerá a doença do berílio, afetando os pulmões.
No entanto, o berílio não é apenas prejudicial, mas também benéfico. Por exemplo, adicione apenas 0,5% de berílio ao aço e você obterá molas que são resistentes mesmo quando levadas ao fogo vermelho. Eles podem suportar bilhões de ciclos de carga.
O berílio é usado na indústria aeroespacial para criar escudos térmicos e sistemas de orientação, para criar materiais refratários. E até o tubo de vácuo do LHC é feito de berílio.
8. Urano
Esta substância radioativa de ocorrência natural é muito difundida na crosta terrestre, mas concentrada em certas formações rochosas sólidas.
Um dos metais mais duros do mundo tem dois usos comercialmente significativos - armas nucleares e reatores nucleares. Assim, os produtos finais da indústria do urânio são bombas e lixo radioativo.
7. Ferro e aço
Como uma substância pura, o ferro não é tão sólido quando comparado a outros participantes da classificação. Mas devido aos custos mínimos de mineração, muitas vezes é combinado com outros elementos para fazer aço.
O aço é uma liga muito forte de ferro e outros elementos como o carbono.É o material mais comumente usado na construção, engenharia mecânica e outras indústrias. E mesmo que você não tenha nada a ver com eles, você ainda usa aço sempre que corta comida com uma faca (se não for de cerâmica, claro).
6. Titânio
O titânio é quase sinônimo de resistência. Tem uma resistência específica impressionante (30-35 km), que é quase o dobro dos aços-liga.
Como metal refratário, o titânio é altamente resistente ao calor e à abrasão, o que o torna uma das ligas mais populares. Por exemplo, pode ser dopado com ferro e carbono.
Se você precisa de uma construção muito sólida e ao mesmo tempo muito leve, não há metal melhor do que o titânio. Isso o torna a escolha número um para a criação de várias peças em aeronaves, foguetes e construção naval.
5. Rênio
Isto é muito metal raro e caro, que, embora seja encontrado na natureza em sua forma pura, geralmente vem como um "peso" - uma mistura de molibdenita.
Se o traje do Homem de Ferro fosse feito de rênio, poderia suportar temperaturas de 2.000 ° C sem perder força. Manteremos silêncio sobre o que teria acontecido ao próprio Homem de Ferro dentro do traje depois de tal "show de fogo".
A Rússia é o terceiro país do mundo em reservas naturais de rênio. Esse metal é utilizado na indústria petroquímica, eletrônica e engenharia elétrica, bem como em motores de aeronaves e foguetes.
4. Chrome
Na escala de Mohs, que mede a resistência de elementos químicos a arranhões, o cromo está entre os cinco primeiros, atrás apenas do boro, diamante e tungstênio.
O cromo é valorizado por sua alta resistência à corrosão e dureza. É mais fácil de manusear do que os metais do grupo da platina e é mais comum, razão pela qual o cromo é um elemento popular usado em ligas como o aço inoxidável.
E um dos metais mais duros da terra é usado em suplementos dietéticos. Claro, você não vai ingerir cromo puro internamente, mas seu composto alimentar com outras substâncias (por exemplo, picolinato de cromo).
3. Irídio
Como seu ósmio "irmão", o irídio pertence aos metais do grupo da platina e se assemelha à platina na aparência. É muito duro e refratário. Para derreter o irídio, você precisará fazer uma fogueira acima de 2.000 ° C.
Iridium é considerado um dos os metais mais pesados da Terrabem como um dos elementos mais resistentes à corrosão.
2. Ósmio
Essa “noz dura” do mundo do metal pertence ao grupo da platina e tem alta densidade. Na verdade, é o elemento natural mais denso da Terra (22,61 g / cm3). Pela mesma razão, o ósmio não derrete até 3033 ° C.
Quando ligado com outros metais do grupo da platina (como irídio, platina e paládio), pode ser usado em muitas aplicações diferentes onde dureza e durabilidade são necessárias. Por exemplo, para criar recipientes para armazenamento de lixo nuclear.
1. Tungstênio
O metal mais durável encontrado na natureza. Este elemento químico raro é também o metal mais refratário (3422 ° C).
Foi descoberto pela primeira vez na forma de um ácido (trióxido de tungstênio) em 1781 pelo químico sueco Karl Scheele. Outras pesquisas levaram dois cientistas espanhóis, Juan José e Fausto d'Elhuyar, à descoberta de um ácido do mineral volframita, do qual isolaram posteriormente o tungstênio com carvão.
Além de seu uso generalizado em lâmpadas incandescentes, a capacidade do tungstênio de trabalhar em calor extremo o torna um dos elementos mais atraentes para a indústria de armas. Durante a Segunda Guerra Mundial, este metal desempenhou um papel importante no início das relações econômicas e políticas entre os países europeus.
O tungstênio também é usado para fazer ligas duras e na indústria aeroespacial para fazer bicos de foguete.
Mesa de resistência à tração de metais
Metal | Designação | Força máxima, MPa |
---|---|---|
Conduzir | Pb | 18 |
Lata | Sn | 20 |
Cádmio | CD | 62 |
Alumínio | Al | 80 |
Berílio | Estar | 140 |
Magnésio | Mg | 170 |
Cobre | Cu | 220 |
Cobalto | Co | 240 |
Ferro | Fe | 250 |
Nióbio | Nb | 340 |
Níquel | Ni | 400 |
Titânio | Ti | 600 |
Molibdênio | Mo | 700 |
Zircônio | Zr | 950 |
Tungstênio | W | 1200 |
Ligas contra metais
As ligas são combinações de metais e a principal razão para criá-las é a obtenção de um material mais resistente. A liga mais importante é o aço, que é uma combinação de ferro e carbono.
Quanto maior for a resistência da liga, melhor. E o aço comum não é um "campeão" aqui. As ligas baseadas em aço vanádio parecem ser especialmente promissoras para metalúrgicos: várias empresas produzem versões com resistência à tração de até 5205 MPa.
E o mais forte e mais duro dos materiais biocompatíveis no momento é a liga de titânio com ouro β-Ti3Au.