Першим металом, який людство почало використовувати для господарських цілей, була мідь: легка в обробці, вона зустрічається в природі досить часто, тому не дивно, що саме вона послужила матеріалом для перших металевих ножів і сокир. Трохи пізніше люди виявили, що, додаючи мідь олово, можна отримати значно більш міцний сплав – бронзу. А коли освоїли залізо, то виявилося, що воно в чистому вигляді набагато міцніше міді, а ось у поєднанні з вуглецем набуває куди кращі міцнісні якості. Середньовічні алхіміки, крім пошуків філософського каменю, експериментували і зі сплавами, намагаючись визначити, який самий твердий метал у світі, але всі досліди підтверджували: сплави міцніше чистого металу, яким би він не був. А як же йде справа сьогодні?
Зміст статті
Найтвердіші
Всі найбільш міцні «чистокровні» метали були відкриті людиною досить пізно. Причина проста: вони зустрічаються набагато рідше, ніж звичні для нас залізо або мідь. Існує кілька методів визначення твердості матеріалів: по Моосу, по Віккерсу, за Брінеллем і за Роквеллом, дані яких трохи різняться. За шкалою Мооса, наприклад, залізо має значення лише 4, а найбільша твердість у алмазу – 10. А десятка металів, чия твердість від 5 одиниць і вище, виглядає так:
- іридій – 5;
- рутеній – 5;
- тантал – 5;
- технецій – 5;
- хром – 5;
- берилій – 5,5;
- осмій – 5,5;
- реній – 5,5;
- вольфрам – 6;
- уран – 6.
Більшість з цієї «чудової десятки» зустрічаються в природі надзвичайно рідко (наприклад, річний видобуток рутенію у світі становить близько 18 тонн, а ренію – близько 40 тонн) або володіють радіоактивністю, що ускладнює їх застосування в побуті. І всі вони мають досить значну вартість, за винятком, мабуть, хрому. Саме висока твердість і відносно низька ціна на цей метал зробили його популярним при виготовленні міцних сплавів.
до змісту ?Використання самих твердих металів
Внаслідок того, що більшість самих твердих металів зустрічаються в природі дуже рідко, їх міцнісні якості залишаються незатребуваними або затребуваними вкрай обмежено, наприклад, для покриття вузлів і частин механізмів, що піддаються найбільшому навантаженню. А ось застосовувати при виготовленні інструментальної сталі або броні добавки з ренію або рутенію, погодьтеся, нерозумно. Цих металів просто не вистачить на все. Тому хром і виявився дуже затребуваним. Він є найважливішою легуючу добавку, поліпшує міцність, так і корозійну стійкість сплавів.
Деякі з твердих металів в дуже невеликих кількостях використовуються в медицині, при створенні космічної техніки, в якості каталізаторів і в деяких інших областях. У цих випадках затребуваною виявилася не їх твердість, а інші супутні якості. Вольфрам, наприклад, як найбільш тугоплавкий метал на планеті (температура плавлення +3422 за Цельсієм), знайшов застосування при створенні ниток розжарювання освітлювальних приладів. У невеликих кількостях він додається в сплави, які повинні витримувати дію високої температури тривалий час, наприклад, у металургійній промисловості.
до змісту ?Уран
Уран, як і вольфрам, – самий твердий метал на Землі, але уран значно більше поширений на нашій планеті, тому знайшов куди більш широке застосування. І його радіоактивність не стала цьому на заваді. Найвідоміше застосування урану – в якості «палива» в атомних електростанціях. Крім того, він використовується в геології для визначення віку гірських порід і в хімічній промисловості.
Міцнісні властивості і високий питома вага урану (він в 19 разів важче води) стали в нагоді при створенні бронебійних боєприпасів. У цьому випадку в хід йде не чистий метал, а його збіднена різновид, що майже повністю складається з слаборадиоактивного ізотопу уран-238. Важкі сердечники з такого металу відмінно пробивають навіть добре броньовані цілі. Наскільки залишкові явища застосування подібних боєприпасів шкодять довкіллю та людині, достовірно поки не відомо, оскільки статистичного матеріалу з цього питання накопичено надто мало.
