Le métal le plus dur au monde (Titane, Chrome et Tungstène). Les métaux les plus lourds du monde

beaucoup d'amoureux faits intéressants Je me demande quel métal est le plus dur ? Et il ne sera pas facile de répondre à cette question de façon spontanée. Bien sûr, n’importe quel professeur de chimie dira facilement correctement, sans même y réfléchir. Mais parmi les citoyens ordinaires qui dernière fois Après avoir étudié la chimie à l'école, peu de gens seront capables de donner la réponse correctement et rapidement. Cela est dû au fait que depuis l'enfance, tout le monde est habitué à fabriquer divers jouets à partir de fil et se souvient bien que le cuivre et l'aluminium sont mous et se plient bien, mais que l'acier, au contraire, n'est pas si facile à donner la forme souhaitée. Une personne s’occupe le plus souvent des trois métaux nommés, donc elle ne considère même pas les autres candidats. Mais l’acier n’est certainement pas le métal le plus dur au monde. Pour être honnête, il convient de noter qu’il ne s’agit pas du tout d’un métal au sens chimique, mais d’un composé de fer et de carbone.

Qu'est-ce que le titane ?

Le métal le plus dur est le titane. Le titane pur a été obtenu pour la première fois en 1925. Cette découverte fit sensation dans les milieux scientifiques. Les industriels ont immédiatement attiré l'attention sur ce nouveau matériau et apprécié les avantages de son utilisation. Par la version officielle, la plupart métal dur sur Terre tire son nom des Titans indestructibles qui, selon mythologie grecque antique furent les fondateurs du monde.

Selon les scientifiques, les réserves mondiales totales de titane s'élèvent aujourd'hui à environ 730 millions de tonnes. Au rythme actuel d’extraction des matières premières fossiles, il y en aura encore assez pour 150 ans. Le titane se classe au 10ème rang des réserves naturelles parmi tous les métaux connus. Le plus grand producteur mondial de titane est la société russe VSMPO-Avisma, qui satisfait jusqu'à 35 % des besoins mondiaux. L'entreprise est engagée dans le cycle complet de traitement, depuis l'extraction du minerai jusqu'à la fabrication de divers produits. Cela représente environ 90 % marché russe pour la production de titane. Environ 70% produits finis va à l'exportation.

Le titane est un métal léger de couleur argentée dont le point de fusion est de 1 670 degrés Celsius. Présente une activité chimique élevée uniquement lorsqu'il est chauffé, dans conditions normales ne réagit pas avec la plupart des éléments et composés chimiques. On ne le trouve pas dans la nature sous sa forme pure. Commun sous forme de minerais de rutile (dioxyde de titane) et d'ilménite (une substance complexe constituée de dioxyde de titane et d'oxyde ferreux). Le titane pur est isolé en frittant le minerai avec du chlore, puis en déplaçant le métal le plus actif (généralement le magnésium) du tétrachlorure résultant.

Applications industrielles du titane

Le métal le plus dur a une gamme d'applications assez large dans de nombreuses industries. Les atomes disposés de manière amorphe fournissent du titane plus haut niveau résistance à la traction et à la torsion, bonne résistance aux chocs, propriétés magnétiques élevées. Le métal est utilisé pour fabriquer des carrosseries de transport aérien et des missiles. Il supporte bien les charges énormes que subissent les voitures à grande hauteur. Le titane est également utilisé dans la production de coques de sous-marins, car il peut résister à des pressions élevées à de grandes profondeurs.

Dans l’industrie médicale, le métal est utilisé dans la fabrication de prothèses dentaires et d’implants dentaires, ainsi que d’instruments chirurgicaux. L'élément est ajouté comme additif d'alliage à certaines qualités d'acier, ce qui leur confère une résistance et une résistance accrues à la corrosion. Le titane est bien adapté au moulage car il produit des surfaces parfaitement lisses. Il est également fabriqué à partir de Bijoux et objets de décoration. Les composés de titane sont également activement utilisés. Le dioxyde est utilisé pour fabriquer des peintures, du badigeon et est ajouté au papier et au plastique.

Les sels organiques de titane sont utilisés comme catalyseur de durcissement dans la production de peintures et de vernis. Divers outils et accessoires pour le traitement et le perçage d'autres métaux sont fabriqués en carbure de titane. En mécanique de précision, l'aluminiure de titane est utilisé pour produire des éléments résistants à l'usure présentant une marge de sécurité élevée.

L'alliage métallique le plus dur a été obtenu par des scientifiques américains en 2011. Sa composition comprenait du palladium, du silicium, du phosphore, du germanium et de l'argent. Nouveau matériel s'appelait "verre métallique". Il allie la dureté du verre et la plasticité du métal. Ce dernier évite la propagation des fissures, comme c'est le cas avec le verre standard. Naturellement, le matériau n’a pas été largement produit, car ses composants, notamment le palladium, sont des métaux rares et très coûteux.

DANS ce moment Les efforts des scientifiques visent à trouver des composants alternatifs qui préserveraient les propriétés obtenues, tout en réduisant considérablement le coût de production. Cependant, certaines pièces destinées à l'industrie aérospatiale sont déjà produites à partir de l'alliage ainsi obtenu. Si des éléments alternatifs peuvent être introduits dans la structure et que le matériau se généralise, il est fort possible qu'il devienne l'un des alliages les plus populaires du futur.

Parce qu'ils ont la densité la plus élevée. Parmi eux, les plus lourds sont l'osmium et l'iridium. Cet indicateur de la densité de ces métaux est quasiment le même, à l'exception d'une légère erreur de calcul.

La découverte de l'iridium a eu lieu en 1803. Il a été découvert par le chimiste anglais Smithson Tennat alors qu'il étudiait le platine naturel, issu de Amérique du Sud. Traduit du grec ancien, le nom « iridium » signifie « arc-en-ciel ».

L'intérêt scientifique comme source énergie électrique représente un isotope du métal lourd - l'iridium-192m2, puisque ce métal est très long - 241 ans. L'iridium est largement utilisé dans l'industrie et la paléontologie - il est utilisé pour produire des plumes de stylo et déterminer l'âge des couches terrestres.

La découverte de l'osmium s'est produite par hasard en 1804. Ce métal le plus dur a été découvert en composition chimique sédiment de platine dissous dans l'eau régale. Le nom « osmium » vient du grec ancien signifiant « odeur ». Ce métal est quasiment absent dans la nature. On le retrouve le plus souvent dans la composition. Tout comme l'iridium, l'osmium n'est quasiment pas soumis aux contraintes mécaniques. Un litre d'osmium est beaucoup plus lourd que dix litres d'eau. Mais cette propriété de ce métal n’a encore trouvé d’application nulle part.

Le métal le plus dur, l'osmium, est extrait dans les mines russes et américaines. Cependant, l'Afrique du Sud est reconnue comme son gisement le plus riche. L'osmium se trouve souvent dans les météorites ferreuses.

L'osmium 187, exporté uniquement par le Kazakhstan, est particulièrement intéressant. Il est utilisé pour déterminer l’âge des météorites. Un gramme de cet isotope coûte 10 000 dollars américains.

L'industrie utilise principalement un alliage dur d'osmium et de tungstène (osram) pour la production de lampes à incandescence. L'osmium est également une substance catalytique dans la production. Assez rarement, les pièces coupantes des instruments chirurgicaux sont fabriquées à partir de ce métal.

Les deux métaux lourds - l'osmium et l'iridium - sont presque toujours contenus dans le même alliage. Il s’agit d’un modèle défini. Et pour les séparer, il faut faire beaucoup d'efforts, car ils ne sont pas aussi mous que, par exemple, l'argent.

Métal incroyable

La nature a donné à l'humanité un métal étonnant - plastique, visqueux, malléable et visqueux sous sa forme pure, mais devenant dur et cassant grâce aux impuretés de carbone, d'azote, d'hydrogène, etc. Il s’agit du chrome, le métal le plus dur, de couleur blanc bleuâtre. Le chrome (Cr) est un métal lourd, réfractaire, résistant à la chaleur et à la corrosion. La dureté Brinell du chrome est de 70 à 90 kgf/cm2, le point de fusion est de 1907°C, la densité est de 7200 kg/m3, le point d'ébullition est de 2671°C.

Habituellement, le métal le plus dur se trouve dans la nature sous forme de minerai de fer chromé. Le chrome est un élément assez courant, dans la croûte terrestre il en contient environ 0,02%, ce qui est un chiffre élevé. Les plus gros dépôts le chrome se trouve dans les ultrabasiques rochers. Les roches ultramafiques sont considérées comme étant les plus proches du manteau terrestre. Les météorites pierreuses sont également riches en chrome. Dans l'eau, la teneur de ce métal est très faible : seulement 0,00005 mg/l.

Nutritif

Le chrome est une substance biogénique et fait partie des tissus des organismes vivants. Le chrome est apporté par l'alimentation ; le manque de ce microélément entraîne une augmentation du cholestérol dans le sang, une diminution du taux de croissance et une diminution de la sensibilité des tissus à l'insuline. Dans les organismes animaux, la teneur en chrome est négligeable - de dix millièmes à dix millionièmes de pour cent. Les tissus végétaux contiennent environ 0,0005 % de ce métal, dont 92 à 95 % se trouvent dans les racines. Plantes supérieures ne tolère pas une teneur élevée en chrome, alors que dans le plancton, son coefficient d'accumulation est de 10 000 à 26 000.

Les composés de métaux et de chrome les plus durs sont utilisés dans l'industrie : principalement pour la fusion des aciers au chrome, au nichrome, etc. Le chrome est largement utilisé comme revêtement décoratif résistant à la corrosion.

Dommages causés par le chrome

Certains composés du chrome sont toxiques, par exemple la galvanoplastie, les additifs d'alliage, les alliages, les réfractaires. En cas de contact prolongé avec un composé virulent (toxique) du chrome, des symptômes peuvent apparaître. premiers signes empoisonnement - sécheresse, mal de nez, mal de gorge, difficultés respiratoires. En règle générale, un léger degré d'intoxication disparaît si une personne cesse de contacter le chrome, sinon l'intoxication devient chronique.

Ce processus est caractérisé par les symptômes suivants - faiblesse, mal de tête, dyspepsie, perte de poids, dysfonctionnement de l'estomac, du foie et du pancréas, asthme bronchique possible, bronchite, pneumosclérose diffuse. Si des composés toxiques du chrome entrent en contact avec la peau, une dermatite et de l'eczéma peuvent survenir.

La plupart des éléments du tableau périodique appartiennent aux métaux. Ils diffèrent par leurs caractéristiques physiques et chimiques, mais ont les propriétés générales: haute conductivité électrique et thermique, plasticité, température positive. La plupart des métaux sont solides dans des conditions normales, à une exception près : le mercure. Le chrome est considéré comme le métal le plus dur.

En 1766, un minéral rouge riche et inconnu a été découvert dans l'une des mines près d'Ekaterinbourg. On lui a donné le nom de « plomb rouge de Sibérie ». Le nom moderne de cette substance est « crocoïte », son PbCrO4. Le nouveau minéral a attiré l'attention des scientifiques. En 1797, le chimiste français Vauquelin, menant des expériences avec lui, isole un nouveau métal, appelé plus tard chrome.

Les composés de chrome sont de couleurs vives dans une variété de couleurs. C'est pourquoi il tire son nom, car en traduction du grec « chrome » signifie « peinture ».

Dans sa forme pure, c'est un métal argenté-bleuté. C'est un composant essentiel des aciers alliés (inoxydables), leur conférant résistance à la corrosion et dureté. Le chrome est largement utilisé en galvanoplastie, pour fournir un beau revêtement protecteur résistant à l’usure, ainsi que dans le traitement du cuir. Les pièces de fusée, les buses résistantes à la chaleur, etc. sont fabriquées à partir d'alliages à base de base. La plupart des sources affirment que le chrome est le métal le plus dur existant sur terre. La dureté du chrome (selon les conditions expérimentales) atteint 700-800 unités sur l'échelle Brinell.

Le chrome, bien que considéré comme le métal le plus dur sur terre, n’a qu’une dureté légèrement inférieure à celle du tungstène et de l’uranium.

Comment le chrome est obtenu dans l'industrie

Le chrome se trouve dans de nombreux minéraux. Les gisements de minerais de chrome les plus riches se trouvent en Afrique du Sud (Afrique du Sud). Il existe de nombreux minerais de chrome au Kazakhstan, en Russie, au Zimbabwe, en Turquie et dans certains autres pays. Le plus répandu est le minerai de fer chromé Fe (CrO2)2. A partir de ce minéral, le chrome est obtenu par cuisson dans des fours électriques sur une couche. La réaction se déroule selon la formule suivante : Fe (CrO2)2 + 4C = 2Cr + Fe + 4CO.

Le métal le plus dur du minerai de fer chromé peut être obtenu d'une autre manière. Pour ce faire, le minéral est d'abord fusionné avec du calciné

Si la résistance est généralement comprise comme la capacité des solides à résister à la destruction et à conserver la forme d'un produit, alors les métaux suivants peuvent être classés comme des métaux extrêmement résistants et durables.

Nom titane a été approprié par Martin Klaproth, un chercheur allemand qui a découvert un nouveau métal non selon ses qualités chimiques, et en l'honneur des héros mythologiques des enfants de la terre - les titans.

La présence de titane dans la nature occupe la 10ème place, il est le plus concentré en minéraux. Sans ce métal, ce serait impossible dernières découvertes dans le domaine de la construction de fusées, de navires et d'avions. Le titane est utilisé dans tous les domaines industriels, dans la fabrication d'implants médicaux et de gilets pare-balles avec Industrie alimentaire et l'agriculture.

2ème place

Tungstène gris clair , traduit littéralement par crème de loup, est le métal le plus réfractaire, il est donc indispensable dans la fabrication de surfaces et de produits résistants à la chaleur. Le filament d’une ampoule ordinaire est constitué d’un filament de tungstène.

Ce métal est utilisé dans missiles balistiques, dans la fabrication d'obus et de balles, dans des rotors gyroscopiques à grande vitesse.

3ème place

Tantale Il est presque impossible de le modifier, car il commence à fondre à une température de 3 015 degrés Celsius et bout à un point d'ébullition de 5 300 degrés. Il est impossible pour une personne ordinaire d’imaginer une telle chaleur. Le métal gris bleuté est le plus irremplaçable médecine moderne, du fil et des feuilles en sont fabriqués pour recouvrir les os endommagés.

Ouvert en 1817 molybdène, le métal gris acier n'est pratiquement jamais trouvé sous sa forme pure. Le caractère réfractaire de ce métal est étonnant, dont le point de fusion dépasse 2620 degrés. Le molybdène a trouvé sa plus grande utilisation dans l'industrie militaire, où sont fabriqués les aciers pour armes à feu et blindés.

5ème place

Génie aéronautique et mécanique, énergie nucléaire et l'utilisation de l'astronautique niobium, un métal très similaire dans ses propriétés au tantale. Le niobium n'est pratiquement affecté par aucune substance, ni sels ni acides, il est difficile à fondre et à oxyder, ce qui rend ce métal unique si demandé.

6ème place

Le métal le plus lourd sur terre iridium Il possède les propriétés anticorrosion les plus durables ; même l’eau régale ne peut pas le faire fondre. L'ajout d'iridium à d'autres alliages augmente leur capacité à résister à la corrosion.

7ème place

Béryllium est l'un des métaux rares extraits de la terre. Ses qualités uniques, telles qu'une conductivité thermique élevée et une résistance au feu, ont rendu ce métal indispensable dans la fabrication des réacteurs nucléaires. Les alliages de béryllium occupent à juste titre une place de premier plan dans les industries aérospatiale et aéronautique.

8ème place

Chrome bleu clair , qui est également l'un des métaux les plus résistants en raison de sa propriétés uniques lorsqu'il est ajouté aux alliages d'acier, il les rend plus durs et plus résistants à la corrosion. Les parties chromées ont une belle apparence, qui ne change pas avec le temps.

9ème place

Les Saxons traitent leurs légendes avec soin ; le nom du héros de l'un d'eux, Kobold, a été immortalisé au nom du métal - cobalt . Très souvent, lors de l'extraction du minerai, les chercheurs prenaient le métal gris-rose pour de l'argent.

Le métal réfractaire, en tant qu'additif, augmente la résistance thermique, la dureté et la résistance à l'usure de l'acier. Grâce à ses qualités uniques, le cobalt est indispensable dans les machines à couper les métaux.

Hafnium – un métal gris clair aux qualités uniques est extrait du minerai de zirconium. Le hafnium solide et réfractaire a une caractéristique unique : le fait est que sa dépendance en fonction de la température et de sa capacité est anormale et ne relève d'aucune loi de la physique.

L'hafnium est utilisé dans l'énergie nucléaire et l'optique, pour renforcer divers alliages et fabriquer du verre pour les rayons X ; il est difficile d'imaginer une production militaire sans lui.