Самый крепкий драгоценный камень в мире

Какой камень считается самым крепким в мире

Необычные природные объекты привлекали людей с давних пор. Проходили века, и человек стал не только заботиться о хлебе насущном, но и научился наблюдать природу, анализировать явления в ней происходящие, и оценивать их влияние на свое существование. Любопытство толкало лучших представителей рода человеческого на выдающиеся, порой даже несколько авантюрные поступки. Именно оно обусловило появление на земле зачатков различных естественных наук в глубокой древности. Как раз в те незапамятные времена и берет свое начало наука о камнях – минералогия.

Человеческая страсть к собиранию различных интересных камней была известна давно, тем более что некоторые из них (например, кремень или обсидиан) сыграли архиважную роль в деле развития человеческого общества. Овладение процессами обработки камня позволило людям подняться на более высокую ступень развития и усовершенствовать необходимые навыки.

Минералогия, оформившаяся как отдельная наука в XVIII веке, оказалась наукой с такими громадными объемами информации и знаний, что через некоторое время из нее выделились направления, ставшие впоследствии самостоятельными отраслями.

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРЕСС ПРОТИВ САМОГО ТВЕРДОГО КАМНЯ

Известны целые трактаты, в которых указывались невероятные свойства различных минералов и их влияние на человека. В то же время активно развивался и научный подход к изучению камней и минералов. Интересно, что ученые, занимающиеся минералогией, не употребляют слово «камни» применительно к исследуемым объектам. В соответствующих научных кругах их называют «горными породами» или «минералами». На сегодняшний день из минералогии выделились следующие отдельные направления:

• направление собственно минералогии, изучающее состав и компоненты твердых пород (минералов), которые составляют земную кору;
• горные породы изучает петрография;
• кристаллы изучает также отдельная наука – кристаллография;
• драгоценные камни есть предметом изучения геммологии;
• лечебные свойства минералов изучает литотерапия;
• в астрологии минералы имеют определенное магическое значение и оказывают влияние на знаки зодиака.

В настоящее время практически все эти направления активно развиваются и способны принести человечеству новые поразительные открытия.

Научное изучение и характеристики минералов

Одним из интереснейших направлений в изучении минералов выступает геммология, предметом исследования которой являются только драгоценные камни. Хотя сам термин «драгоценные камни» является совершенно условным из-за различных подходов к определению их свойств, он продолжает повсеместно использоваться, как в быту, так и в промышленности. Традиционными, или классическими драгоценными камнями первого порядка считаются алмаз, изумруд, сапфир, александрит и рубин. Иные же представители мира минералов, которые используются в ювелирном деле и других отраслях промышленности, подпадают под определение «другие драгоценные камни». В некоторых источниках они упоминаются под другим названием – «полудрагоценные камни», хотя если подходить к этому вопросу со стороны стоимости, то некоторые из них ценятся намного выше, нежели представители классической группы. Собственно говоря, драгоценные камни должны соответствовать следующим критериям:

• красотой и насыщенностью цвета, красивыми переливами и блеском, а также сверканием;
• обладать достаточно высокой твердостью, которая позволяет их использовать длительный период времени, а также быть достаточно редкими и неповторимыми.

Все эти критерии, конечно же, характеризуются высокой степенью субъективности. Действительно, как определить, красивый данный камень или нет? Ведь каждый человек видит красоту по-разному. Но все же существуют критерии определения красоты конкретного образца, куда входят такие признаки: отсутствие изъянов, чистота и прозрачность, однородность тона и некоторые другие.

Особо следует сказать несколько слов о цвете минерала, так как от него наиболее зависит его ценность и уникальность. Различный цвет минералу придает присутствие в его структуре очень малого количества примесей, как металлов, так и органики. Колебания их содержания даже в тысячные доли процента способны изменять цвет камня на совершенно другой. Бывают случаи, когда камень, имеющий необычайный цвет, стоит гораздо выше прозрачного бриллианта.

Основной параметр

Существует в свойствах конкретного минерала такое, которое непосредственно определяет его практическую ценность и влияет на цену реализации – твердость. Это чисто физический параметр, который зависит от внутренней структуры минерала и напрямую влияющий на долговечность его использования. Она определяется методом царапания поверхности испытуемого минерала эталонным образцом.

На сегодняшний день в мире используется несколько методик определения твердости драгоценных камней. Большую популярность снискала шкала твердости, которую предложил австрийский ученый Ф. Моос. Согласно этой шкале, все минералы разделяются на 10 групп, при этом каждой группе соответствует показатель твердости от единицы до 10.

Наивысшую твердость по этой шкале имеет самый твердый драгоценный камень – бриллиант. На порядок ниже показатели твердости у рубина и сапфира. Здесь необходимо уточнить, что бриллиант, имеющий твердость 10, намного прочнее представителей группы с твердостью 9. А вот разница в этом показателе между 9-й и 8-й группами не такая значительная. В практической деятельности по изготовлению украшений допускается использование драгоценных камней в кольцах, перстнях и браслетах до 5-й группы включительно, более мягкие самоцветы рекомендуется применять в носимых украшениях, не испытывающих таких значительных нагрузок.

Итак, общепринятым фактом является то, что самый крепкий камень на земле – бриллиант (ограненный алмаз). Однако в этом утверждении есть свои нюансы. Дело в том, что существуют еще более твердые материалы, например, фуллериты, представляющие собой молекулярные кристаллы, образующиеся при полимеризации молекул фуллеренов в условиях чудовищного давления (до 90000 атмосфер) и температуры. Полученный материал имеет аномальную жесткость и твердость. Строение фуллерита в корне отличается от алмаза и графита, хотя это тот же углерод, вернее, его аллотропная форма.

Существуют и другие вещества – модификации углерода с огромной твердостью (например, карбин и графен, предел прочности которых в теории больше чем у алмаза в 40 раз). Их получение отличается большой затратностью и сложностью, при этом они не отличаются стабильностью и практического значения не имеют.

Источник: kamniinfo.ru

Какие минералы являются самыми твердыми в мире: их особенности, свойства и интересные факты

Известно, что алмаз является самым прочным материалом на земле. Для этого минерала характерен максимально высокий уровень твердости по шкале Мооса. Именно этот камень является эталоном при определении показателя прочности других материалов.

Где его добывают? В каких областях применяют? Какие интересные факты существуют об алмазе? Какие еще прочные минералы встречаются в природе?

• 1. Какой минерал является самым прочным?
• 2. Физические свойства алмаза
• 3. Месторождения алмазов
• 4. Область применения
• 5. Интересные факты об алмазах
• 6. Другие твердые минералы
• 7. Видео по теме статьи
• 8. Комментарии посетителей по теме статьи

Какой минерал является самым прочным?

Статус самого твердого минерала принадлежит алмазу. Крепче и тверже камней в природе в настоящий момент не существует. По 10-балльной минералогической шкале твердости, созданной в 1811 году немецким минералогом Ф. Моосом для оценки твердости материалов посредством царапания, этот кристалл занимает первое место.

Алмаз обладает абсолютной твердостью, равной 1600. В отличие от других минералов, которые лишь царапают стеклянные поверхности, он способен разрезать стекло.

Физические свойства алмаза

Этот кристалл представляет собой кубическую аллотропную форму углерода. Обработанный особым образом алмаз, который называется бриллиантом, обладает очень красивым внешним видом. Для него характерен превосходный алмазный блеск и высокая степень прозрачности.

Высокая твердость алмаза обусловлена прочной связью углерода. Каждый его атом в структуре кристалла находится в центре тетраэдра, в качестве вершин которого выступают 4 ближайших атома. На изломе камень раковистый или занозистый. Его плотность варьируется от 3,47 до 3,55 г/см³.

В природных условиях встречаются экземпляры следующих расцветок:

• бесцветной;
• желтой;
• коричневатой;
• синей;
• голубой;
• зеленоватой;
• красноватой;
• розовой;
• черной.

Кристалл начинает плавиться при температуре выше 3700 градусов. На воздухе он сгорает при температуре 850-1000 градусов. В условиях чистого кислорода кристалл начинает гореть при температуре выше 720 градусов, образуя при этом голубоватое пламя и со временем трансформируясь в углекислый газ. При воздействии на алмаз температуры, равной 2000 градусов в условиях отсутствия воздуха, минерал за определенное время преобразуется в графит, взрываясь и распадаясь на мельчайшие частицы.

Под воздействием солнечного света, электронных пучков, ультрафиолетового и рентгеновского излучения кристалл светится голубым, зеленоватым, желтоватым или красноватым цветом. При этом под действием катодных и рентгеновских лучей люминесцируют все виды алмазов, под влиянием ультрафиолета – только определенные экземпляры. Высокий показатель преломления, варьирующийся от 2,417 до 2,419, идеальная прозрачность и способность играть радужными бликами делают алмаз одним из наиболее дорогостоящих драгоценных минералов в мире.

Месторождения алмазов

Несмотря на редкость, этот камень достаточно широко распространен. В промышленных масштабах его добывают на всех континентах, кроме Антарктиды. Наиболее крупные месторождения находятся в ЮАР. В этой стране расположена компания De Beers, являющаяся крупнейшим международным экспортером алмазов. Также этими драгоценными камнями богаты Ангола, Ботсвана, Намибия, Танзания, Канада, Австралия.

В России лидер алмазодобывающей промышленности – компания «АЛРОСА». Эта организация занимает второе место после корпорации De Beers, осуществляющей добычу, обработку и продажу природных алмазов.

Область применения

Благодаря своим превосходным эстетическим и эксплуатационным качествам этот материал имеет широкую сферу применения. Бриллианты высоко ценятся в ювелирной промышленности и используются ювелирами для создания различных украшений: колец, серег, колье, браслетов.

Самый твердый материал в мире нашел применение и в промышленной сфере. Из него изготавливают прочные ножи, сверла, резцы. Алмазный порошок, который образуется в процессе обработки кристаллов, применяется в качестве абразивного сырья для производства режущих и точильных элементов.

Помимо этого, данный материал применяется в квантовых компьютерах, производстве часов и ядерной сфере. В настоящее время перспективным направлением является развитие микроэлектроники с применением алмазных подложек. Существуют готовые изделия, для которых характерна высочайшая термическая и радиационная устойчивость.

В перспективе рассматривается широкое применение алмаза в качестве активного элемента в сильноточной и высоковольтной электронике. Использование кристаллов в данной сфере обусловлено большой способностью пробивного напряжения и высоким уровнем теплопроводности.

Кристаллы также широко применяются в медицине. На их основе изготавливают хирургические инструменты, которые обладают тончайшим лезвием и не требуют частой заточки.

Интересные факты об алмазах

Об алмазе, как о самом твердом материале из существующих в природе, существует немало любопытных фактов:

1. На Сатурне и Юпитере периодически случаются такие необычные явления, как «алмазный дождь».
2. Вопреки распространенному мнению, этот минерал не является самым редким в мире. Существует около десятка драгоценных камней, которые встречаются гораздо реже бриллианта.
3. Существует «кровавая» или «конфликтная» разновидность этих камней. Так называют экземпляры, добываемые на территории военных действий. Как правило, средства от реализации таких кристаллов направляются на финансирование повстанцев. Чаще всего под этим термином подразумеваются минералы из Африки.
4. Алмазы, состоящие из углерода, образуются в земляной коре, в вулканической породе, под влиянием высоких температурных условий и давления.
5. При определенных условиях данный материал можно получить из текилы или арахисового масла.
6. Скорость света при прохождении через алмаз снижается в 2 раза.
7. Впервые в истории обручальное кольцо с этим драгоценным камнем получила Мария Бургундская – дочь короля Франции Карла Смелого. Преподнес своей избраннице такой подарок в 77 г. XV в. австрийский эрцгерцог Максимиллиан.
8. После огранки вес самоцветов снижается вдвое.
9. Бриллианты используют не только для изготовления ювелирных украшений. Ими украшают автомобили и дамские сумки. Корпорация The Dubai First Royal для своих VIP-клиентов выпускает позолоченные кредитные карты, украшенные 0,235-каратным бриллиантом.
10. Самый большой на планете бриллиант весит 530 карат и носит название «Звезда Африки».

Другие твердые минералы

Помимо алмаза, существует еще несколько твердых минералов. В минералогии к таким материалам относят экземпляры, твердость которых по шкале Мооса составляет не менее 8. К таким камням относятся корунд (сапфир, рубин), берилл, шпинель, топаз. В таблице для сравнения представлены минералы с указанием абсолютной твердости, измеренной твердомером.

Название камня	Твердость по шкале Мооса	Абсолютная твердость	Свойства
Корунд	9	400	Поддается обработке алмазом. Способен царапать стеклянную поверхность.
Топаз	8	200
Квар	7	100
Ортоклаз	6	72	Поддается обработке напильником. Способен оставлять царапины на стекле.
Апатит	5	48	При прикладывании определенного усилия царапается ножом и оконным стеклом.
Флюорит	4	21	С легкостью поддается царапанию оконным стеклом и ножом.
Кальцит	3	9	Медь оставляет на поверхности кристалла царапины.
Гипс	2	3	Легко царапается ногтем.
Тальк	1	1

В таблице представлены общие характеристики корунда, берилла, шпинели и топаза, ненамного уступающих по твердости алмазу:

Наименование камня	Плотность, г/см³	Температура плавления, °C	Уровень хрупкости	Возможные оттенки
Корунд	3,9-4,1	2050	Высокий	Голубой, красный, желтый, коричневый, сероватый, розовый
Берилл	2,6-2,9	1420		Зеленый, голубой, желтоватый, красный, белый
Шпинель	3,57-3,72	2135		Бесцветный, красный, розовый, голубой, зеленый, фиолетовый, желтый
Топаз	3,49-3,57	Сведения отсутствуют		Бесцветный, золотисто-желтоватый, светло-голубой, желтоватый, желто-коричневый, фиолетово-красный, розовый

Источник: moykamen.com

ТОП-10 самых твёрдых минералов в мире

Природа

На чтение 5 мин Просмотров 4.8к. Обновлено 27.09.2021

Для измерения твердости минералов используют шкалу Мооса. Фридрих Моос был немецким геологом и кристаллографом, который разработал такую шкалу, чтобы сравнивать минералы по твердости путем применения метода царапанья. «Царапанье» означает создание на поверхности минерала видимых повреждений или канавок другим минералом или материалом.

В шкале Мооса есть 10 минералов, которые взяты за эталон. К примеру, один минерал может резать стекло, но не царапает алмаз. Эту шкалу и сейчас активно используют металлурги и люди, которые работают с различными минералами. Давайте посмотрим на список, куда попали самые твердые минералы в мире, включая два новых минерала, которые были открыты недавно.

Тальк

Тальк — это податливый минерал, состоящий из гидратированного силиката магния. По шкале из десяти самых твердых минералов указан с твердостью 1. Только цезий, рубидий с твердостью 0,2–0,3 и литий, натрий, калий с твердостью 0,5–0,6 мягче талька. Его можно поцарапать ногтем, обрабатывается гипсом. Этот минерал многим известен как детская присыпка, также он используется в спорте для уменьшения скольжения и предотвращения образования мозолей.

Гипс

Тальк не может поцарапать гипс, поэтому он на втором месте в шкале Мооса. Гипс является сульфатным минералом, состоящим из гидрата сульфата кальция. Его можно использовать в качестве удобрения. Различные гипсовые смеси использовались ещё в скульптурах Месопотамии, Древнего Рима и Византии. Широко используется в медицине и в скульптуре.

Орбитальные снимки с разведывательного аппарата на Марсе указывают на существование гипсовых дюн в северном полушарии Красной планеты. США, Индия и Бразилия являются странами с самыми большими запасами гипса в мире.

Кальцит

Кальцит относится к карбонатной группе минералов и является наиболее твердым полиморфом карбоната кальция. Он является распространённым компонентом осадочных пород, которые образовались из мертвых морских организмов. По Моосу он имеет твердость 3 с удельным весом 2,71. Самая известная природная пещера, которая состоит из кальцита это «Снежная река», округ Линкольн в штате Нью-Мексико. Кстати, на нашем сайте thebiggest.ru вы можете найти множество интересной информации в статье про самые большие пещеры в мире.

Флюорит

Флюорит или плавиковый шпат — это разноцветный минерал. Из-за своей податливости и легкости в обработке часто используется для изготовления украшений и в декоре. Довольно распространенный на Земле минерал, самые большие запасы которого отмечены в Китае, Мексике, Южной Африке. Но основное использование этого минерала происходит в оптике для изготовления линз. Также он легко поддается плавлению, другое его название «текучий».

Апатит

Апатит представляет группу фосфатных минералов, которые известны как гидроксилапатиты, фторопатиты и хлоропатиты. В промышленных масштабах добывается редко. Есть крупные залежи в России, также в Бразилии и некоторых других странах. Основное применение апатита — производство удобрений, поскольку он является хорошим источником фосфора, который так необходим почве и растениям. Редко применяется в ювелирном деле, так как он довольно хрупкий.

Ортоклаз

Ортоклаз является важным минералом, который образует магматические породы. Он также является компонентом в большинстве гранитных и других вулканических породах. Его используют в качестве сырья для изготовления стекла и разных керамических изделий, таких как фарфор. Также нередко это компонент чистящего порошка.

Кварц

Кварц является вторым по распространенности минералом в земной коре после ортоклаза. Существует много различных сортов кварца. Это основной компонент осадочных и метаморфических пород. Кристаллы кварца обладают пьезоэлектрическими свойствами, то есть при деформировании или другом воздействии могут вырабатывать электрический разряд. Применяется очень широко.

Это и кварцевые генераторы, кварцевые часы, изготовления стекла и электронных приборов.

Топаз

Топаз является силикатным минералом алюминия и фтора. Имеет кристаллическую решетку пирамидальной формы. Чистый топаз прозрачный и бесцветный, но обычно окрашен разными примесями. Топаз может иметь различные цвета: желтый, бледно-серый, красноватый или сине-коричневый. Этот минерал является полудрагоценным.

Большие запасы топаза находятся в Шри-Ланке, Германии, Австралии, Норвегии, Японии, Мексике, Бразилии и США.

Корунд

Корунд — второй по твердости минерал в шкале Мооса. Это кристаллическая форма оксида алюминия со следами железа, ванадия, хрома и титана. Чистый корунд прозрачный, но с примесями может иметь различные цвета. В зависимости от цвета имеет разные названия. Красный корунд нам известен как рубин, оранжево-желтый — падпараджа, остальные цвета — сапфир или по-старому изумруд.

Это драгоценный минерал.

Алмаз

Алмаз — самый твердый из известных природных минералов в шкале Мооса. Его твердость зависит от его чистоты, а самый чистый и твердый можно поцарапать только другими алмазами. Некоторые синие алмазы являются природными полупроводниками, некоторые — изоляторами, а остальные — электрическими проводниками.

Ежегодно в мире добывается около 26 т алмазов, из которых 50% приходится на Центральную и Южную Африку. Только другой алмаз может разрушить или распилить алмаз. Для их обработки используют абразивы с нанесением алмазной пыли.

Недавние исследования показали, что алмаз более не является самым твердым минералом на Земле. Следующие два минерала превосходят алмаз по твердости.

Вюрцит нитрид бора

На Земле существует очень небольшое количество вюрцитного нитрида бора. Минерал был либо найден естественным путем, либо синтезирован вручную. Различные исследования показали, что нитрид бора может выдерживать на 18% больше нагрузки, чем алмаз. В естественных условиях они получаются в результате извержения вулкана из-за высоких температур и огромного давления.

Лонсдейлит

Лонсдейлит также известен как гексагональный алмаз, получил свое название в честь Кэтлин Лонсдейл. Она является известным ирландским кристаллографом. В сетке имеет шесть атомов, а не восемь как алмаз. Считается, что этот минерал тверже алмаза на 58%. Его крайне сложно получить в естественных условиях. Он может образоваться при ударе метеорита, в котором содержится графит.

Высочайшее давление и температура образует лонсдейлит. Чтобы его разрушить, понадобится давление в 152 гигапаскаля. Для сравнения, алмаз разрушается при давлении в 97 гигапаскалей.

Редакция TheBiggest просит Вас написать в комментарии какие твердые минералы Вы встречали?

Примечание редактора: эта статья была обновлена с момента её первоначального опубликования 28 декабря 2018 года.

Источник: thebiggest.ru

Нефрит – самый прочный камень или каменный войлок?

Нефрит, пожалуй, один из самых удивительных и загадочных камней известных человеку. Его уникальные свойства использовались еще в эпоху неолита, прежде всего для вполне практических целей изготовления различных орудий труда, таких как ножи, топоры, и даже пилы. Действительно, минерал обладает высокой ударной вязкостью, куски нефрита почти невозможно расколоть. В этом плане в природе ему нет равных!

Был проделан такой опыт: под паровой молот положили глыбу нефрита. Молот обрушился на нее, наковальня вдребезги, а глыба осталась невредимой. Это объясняется тем, что масса камня состоит из бесчисленных тончайших волокон, сложно переплетающихся между собой.

Представьте себе кусок войлока – примерно то же представляет собой нефрит, только волоски, составляющие его, каменные, минеральные. Из-за своей уникальной прочности у многих народов нефрит издавна считался величайшей драгоценностью, ибо стоял в одном ряду с золотом – самым благородным металлом и алмазом – самым твердым из известных материалов. Известно, что нефрит имеет различную окраску, которая зависит от содержания в породе железа и примесей хрома и марганца. У разных народов предпочтение отдавалось тому или иному цвету камня. Так, в Центральной Азии больше всего ценили белый нефрит, считая, что своим цветом он подобен священному лотосу и поэтому он вносит в душу умиротворение и покой.
В древней Мексике в почете был зеленый нефрит, он являлся символом сердца, кусочки камня клали умершим в рот как гарантию их будущего воскрешения.
Поразительно, но в Древнем Египте также помощником для возрождения в новой жизни служил зеленый нефрит, его располагали на груди мумии при захоронении. Но особое значение этому камню придавали китайцы, они называли его «камнем жизни» и считали, что он обладает бессмертием. В Китае нефриту приписывались и разнообразные мистические свойства, например, он был символом пяти добродетелей. Изготовлялись специальные пластинки, одни – в виде дисков – олицетворяли Небо Би, другие – в виде квадрата – Землю У. Нефритовые амулеты, украшенные прекрасной резьбой, охраняли жителей Поднебесной от злых сил и приносили им благополучие.
Высоко ценились и лечебные свойства минерала. Кроме того, что он якобы помогал в душевных недугах, его считали способным излечивать болезни почек, ведь само название камня указывало на это, «нефрос» в переводе с греческого – почка. Интересно, что в Китае нефрит даже использовали в качестве музыкальных инструментов. Во время религиозных церемоний мелодичный перезвон получался в результате ритмичных ударов по нефритовым пластинам различной длины и ширины. Диапазон декоративных изделий из нефрита в Китае просто потрясает: от крохотных миниатюр до колоссальной статуи Будды высотой 6 метров, созданной из целого куска того же камня молочного цвета.
Надо сказать, что во всем мире из нефрита часто изготовлялись всевозможные саркофаги и надгробия. Слава камня приносящего покой видимо здесь играла свою роль. Можно вспомнить о надгробной плите из черного нефрита в гробнице Тамерлана, или о целом саркофаге Александра Третьего из сибирского нефрита.

Между прочим, у нефрита есть двойник, настолько на него похожий по внешнему виду, что до 1863 года их считали одним минералом. Это жадеит, минерал, относящийся, как и нефрит, к группе жадов, хотя по своему химическому составу они абсолютно разные. Нефрит относится к группе амфиболов, роговых обманок, а жадеит – один из пироксенов. Кстати, он более редок, чем его именитый собрат, и, как правило, обладает более насыщенным цветом. История с двойником, наверное, могла произойти только с таким странным и непредсказуемым камнем как нефрит, и она, безусловно, подтверждает его многовековую репутацию загадочного минерала.

Источник: himagregat-info.ru

Самые прочные металлы в мире: топ-10

Можете ли вы представить, что произошло, если бы наши предки не обнаружили важные металлы, такие как серебро, золото, медь и железо? Наверное, мы бы до сих пор жили в хижинах, используя камень в качестве основного инструмента. Именно крепость металла сыграла важную роль в формировании нашего прошлого и теперь работают как основа, на которой мы строим будущее.

Некоторые из них очень мягкие и буквально тают в руках, как самый активный металл в мире. Другие — настолько твердые, что их невозможно согнуть, поцарапать или сломать без применения спецсредств.

А если вам интересно, какие металлы самые твердые и прочные в мире, мы ответим на этот вопрос, учитывая различные оценки относительной твердости материалов (шкала Мооса, метод Бринелля), а также такие параметры как:

• Модуль Юнга: учитывает эластичность элемента при растяжении, то есть способность объекта к сопротивлению при упругой деформации.
• Предел текучести: определяет максимальный предел прочности материала, после которого он начинает проявлять пластичное поведение.
• Предел прочности при растяжении: предельное механическое напряжение, после которого материал начинает разрушаться.

10. Тантал

У этого металла сразу три достоинства: он прочный, плотный и очень устойчив к коррозии. Кроме того, этот элемент относится к группе тугоплавких металлов, таких как вольфрам. Чтобы расплавить тантал вам придется развести огонь температурой 3 017 °C.

Тантал в основном используется в секторе электроники для производства долговечных, сверхмощных конденсаторов для телефонов, домашних компьютеров, камер и даже для электронных устройств в автомобилях.

9. Бериллий

А вот к этому металлическому красавцу лучше не приближаться без средств защиты. Потому что бериллий высокотоксичен, и обладает канцерогенным и аллергическим действием. Если вдыхать воздух, содержащий пыль или пары бериллия, то возникнет заболевание бериллиоз, поражающее легкие.

Однако бериллий несет не только вред, но и благо. Например, добавьте всего 0,5 % бериллия в сталь и получите пружины, которые будут упругими даже если довести их до температуры красного каления. Они выдерживают миллиарды циклов нагрузки.

Бериллий применяют в аэрокосмической промышленности для создания тепловых экранов и систем наведения, для создания огнеупорных материалов. И даже вакуумная труба Большого Адронного Коллайдера сделана из бериллия.

8. Уран

Это естественное радиоактивное вещество очень широко распространено в земной коре, но сконцентрировано в определенных твердых скальных образованиях.

Один из самых твердых металлов в мире имеет два коммерчески значимых применения — ядерное оружие и ядерные реакторы. Таким образом, конечной продукцией урановой промышленности являются бомбы и радиоактивные отходы.

7. Железо и сталь

Как чистое вещество железо не такое твердое по сравнению с другими участниками рейтинга. Но из-за минимальных затрат на добычу оно часто комбинируется с другими элементами для производства стали.

Сталь — это очень прочный сплав из железа и других элементов, таких как углерод. Это наиболее часто используемый материал в строительстве, машиностроении и других отраслях промышленности. И даже если вы не имеете к ним никакого отношения, то все равно используете сталь каждый раз, когда режете продукты ножом (если он, конечно, не керамический).

6. Титан

Титан — это практически синоним прочности. Он обладает впечатляющей удельной прочностью (30-35 км), что почти вдвое выше, чем аналогичная характеристика легированных сталей.

Будучи тугоплавким металлом, титан обладает высокой устойчивостью к нагреву и истиранию, поэтому является одним из самых популярным сплавов. Например, он может быть легирован железом и углеродом.

Если вам нужна очень твердая и при этом очень легкая конструкция, то лучше чем титан металла не найти. Это делает его выбором номер один для создания различных деталей в авиа- и ракетостроении и судостроении.

5. Рений

Это очень редкий и дорогой металл, который хотя и встречается в природе в чистом виде, обычно идет «довеском»-примесью к молибдениту.

Если бы костюм Железного человека был сделан из рения, он мог бы выдержать температуру в 2000 ° C без потери прочности. О том, что стало бы с самим Железным человеком внутри костюма после такого «фаер-шоу» мы умолчим.

Россия — третья страна в мире по природным запасам рения. Этот металл используется в нефтехимической промышленности, электронике и электротехнике, а также для создания двигателей самолетов и ракет.

4. Хром

По шкале Мооса, которая измеряет устойчивость химических элементов к царапинам, хром находится в пятерке лучших, уступая лишь бору, алмазу и вольфраму.

Хром ценится за высокую коррозионную стойкость и твердость. С ним легче обращаться, чем с металлами платиновой группы, к тому же он более распространен, поэтому хром является популярным элементом, используемым в сплавах, таких, как нержавеющая сталь.

А еще один из прочнейших металлов на Земле используется при создании диетических добавок. Конечно, вы будете принимать внутрь не чистый хром, а его пищевое соединение с другими веществами (например, пиколинат хрома).

3. Иридий

Как и его «собрат» осмий, иридий относится к металлам платиновой группы, и по внешнему виду напоминает платину. Он очень твердый и тугоплавкий. Чтобы расплавить иридий, вам придется развести костер температурой выше 2000 °C.

Иридий считается одним из самых тяжелых металлов на Земле, а также одним из самых устойчивых к коррозии элементов.

2. Осмий

Этот «крепкий орешек» в мире металлов относится к платиновой группе и обладает высокой плотностью. Фактически это самый плотный природный элемент на Земле (22,61 г/см3). По этой же причине осмий не плавится до 3033 ° C.

Когда он легирован другими металлами платиновой группы (такими как иридий, платина и палладий), он может использоваться во многих различных областях, где необходимы твердость и долговечность. Например, для создания емкостей для хранения ядерных отходов.

1. Вольфрам

Самый прочный металл, который только есть в природе. Этот редкий химический элемент также самый тугоплавкий из металлов (3422 ° C).

Впервые он был обнаружен в форме кислоты (триоксида вольфрама) в 1781 году шведским химиком Карлом Шееле. Дальнейшие исследования привели двух испанских ученых — Хуана Хосе и Фаусто д’Эльхуяра — к открытию кислоты из минерала вольфрамита, из которого они впоследствии изолировали вольфрам с помощью древесного угля.

Помимо широкого применения в лампах накаливания, способность вольфрама работать в условиях сильной жары делает его одним из наиболее привлекательных элементов для оружейной промышленности. Во время Второй мировой войны этот металл сыграл важную роль в инициировании экономических и политических отношений между европейскими странами.

Вольфрам также используется для изготовления твердых сплавов, а в аэрокосмической промышленности — для изготовления ракетных сопел.

Таблица предела прочности металлов

МеталлОбозначениеПредел прочности, МПа

Свинец	Pb	18
Олово	Sn	20
Кадмий	Cd	62
Алюминий	Al	80
Бериллий	Be	140
Магний	Mg	170
Медь	Cu	220
Кобальт	Co	240
Железо	Fe	250
Ниобий	Nb	340
Никель	Ni	400
Титан	Ti	600
Молибден	Mo	700
Цирконий	Zr	950
Вольфрам	W	1200

Сплавы против металлов

Сплавы представляют собой комбинации металлов, и основной причиной их создания является получение более прочного материала. Наиболее важным сплавом является сталь, которая представляет собой комбинацию железа и углерода.

Чем выше прочность сплава — тем лучше. И обычная сталь тут не является «чемпионом». Особенно перспективными представляются металлургам сплавы на основе ванадиевой стали: несколько компаний выпускают варианты с пределом прочности до 5205 МПа.

А самым прочным и твердым из биосовместимых материалов на данный момент является сплав титана с золотом β-Ti3Au.

Подписывайтесь на BASETOP в Telegram.

Источник: basetop.ru