Металл с самым маленьким удельным весом

Содержание

Продукция — Техмашхолдинг — группа компаний, официальный сайт

Металл с самым маленьким удельным весом

    Самым распространенным материалом, применяемым в промышленности, является сталь. Под ней принято понимать сплав железа с другими химическими элементами. Основным компонентом, входящим в его состав, является углерод. Его процентная доля в стали составляет 2,14%. Во многом благодаря ему сталь и приобретает высокие прочностные характеристики. Если говорить об удельном весе материала, то он варьируется от 75 500 до 77 500 Н/ куб.м. В составе современных марок стали могут присутствовать и легирующие элементы, которые обеспечивают сплаву более высокие качества.

    Классификация сталей

    Есть целый ряд критериев, на основании которых классифицируется сталь. Основными разновидностями этого сплава являются:

    • конструкционная сталь;
    • инструментальная сталь.

    Также специалисты выделяют быстрорежущую сталь, которую специалисты также относят к числу инструментальных сталей. Между собой стали различаются и по химическому составу. В зависимости от входящих в состав стали элементов этот материал можно разделить на углеродистые и легированные стали. Также этот металл может классифицироваться и по количеству содержащегося углерода. По этому критерию принято выделять три основных вида:

    • низкоуглеродистая. углерода в такой стали не превышает 0,25%;
    • среднеуглеродистая. В этой стали углерод присутствует в количестве от 0,25 до 0,6%;
    • высокоуглеродистая. углерода в этой стали не превышает 2%.

    Классификация легированных сталей осуществляется подобным образом, но только в ней разделение на виды происходит по процентному содержанию присутствующих легирующих элементов:

    • низколегированная — в ней содержание легирующих добавок не превышает 4%;
    • среднелегированная — количество присутствующих легирующих компонентов в этом сплаве не превышает 11%;
    • высоколегированная — количество добавок, присутствующих в ней, превышает 11%.

    Сегодня сталь производится металлургическими предприятиями с применением современных технологий и самых разных методов. В зависимости от используемого для производства этого материала способа, в составе стали могут присутствовать определенные металлические включения. Если классифицировать стали по такому параметру, как количество содержащихся в материале металлических включений, то сталь принято разделять на следующие виды:

    • смеси обыкновенного качества;
    • качественные стали;
    • сплавы высокого качества;
    • стали особого качества.

    Этот материал принято разделять и по своему структурному составу. В настоящее время металлургическими предприятиями выпускаются следующие разновидности сплавов:

    • ферритные;
    • аустенитные;
    • перлитные.

    Состав сплава — важный фактор, оказывающий влияние на удельный вес самой стали. Стоит сказать, что сплавы разделяются еще на двухфазные и многофазные. Ещё один критерий, на основании которого классифицируется сталь — характер затвердевания и степень раскисления.

    Методы производства стали

    Основным сырьем для производства современной стали выступает чугун. По той причине, что в его составе в большом количестве содержится углерод, фосфор и сера, он обладает повышенной хрупкостью и значительной ломкостью.

    Для того чтобы переработать чугун в сталь, необходимо добиться уменьшения содержания в материале этих веществ до нужного уровня. Снижение концентрации приводит к тому, что удельный вес стали уменьшается. Изменения происходят и в её свойствах.

    Использование того или другого метода для производства стали предполагает применение различных способов окисления углерода в чугуне. Чаще всего производителем используются следующие методы.

    • Кислородно-конвертерный метод. Большинство марок сталей производители изготавливают с применением этой технологии.
    • Мартеновский метод. В последнее время он используется все реже.
    • Электротермический метод. В настоящий момент этот способ является одним из передовых и активно используется для получения стали. Его применение приводит к тому, что в конечном итоге получается материал, обладающий высокими качественными характеристиками.

    Кислородно-конвертерный метод

    При использовании для производства стали этого способа проблема избытка чугуна фосфора и серы в стали решается путем их окисления при помощи кислорода. Для этого выполняют продув под давлением через расплавленный металл. Используемая для получения стали печь называется конвертором. По форме она напоминает грушу. Во внутренней его части присутствует футеровка огнеупорным кирпичом. Характерной особенностью этого оборудования является его высокая мобильность. Печи можно поворачивать на 360 градусов. Емкость конвертера составляет 60 т. Два типа сырья используются производителями для футеровки:

    • динас — в составе этого сырья присутствует оксид кремния, который обладает высокими кислотными свойствами;
    • доломит – в его составе основными компонентами является оксид кальция и магния. Доломитный материал используют для его получения.

    Мартеновский метод

    Он активно использовался несколько десятилетий назад. По состоянию на настоящий момент он устарел и применяется все реже. Применяя его для переработки чугуна в сталь, можно получить на выходе материал невысокого качества. Своим видом мартеновская печь представляет собой плавильную ванну большого объема. Она покрыта сводом, который выполнен из огнеупорного кирпича. На нем присутствуют камеры-рекуператоры.

    Они представляют собой отсеки, основным предназначением которых является подогрев газа. Для них характерно наполнение насадкой, изготовленной из огнеупорного кирпича. Через третий и четвертый рекуператоры происходит наполнение потоком горячего газа и воздуха. В это же время происходит нагрев первого и второго рекуператоров за счет печных газов. Когда температура поднимается на достаточную величину, то процесс идет в обратную сторону.

    Электротермический способ

    В сравнении с двумя другими способами переработка чугуна в сталь посредством этого метода имеет ряд преимуществ. Она не дает возможности для изменения химического состава стали. При этом после завершения процесса получается сталь высокого качества.

    Так как при его применении в печи количество воздуха ограничено, это приводит к снижению монооксида железа в готовом материале. Поэтому его небольшое количество, содержащееся в сплаве, дает возможность получить качественный продукт. При применении этого способа температура поддерживается на уровне не ниже 2000 градусов Цельсия. Это позволяет полностью удалить из состава сплава такие вредные примеси, как сера и фосфор.

    Удельный вес стали

    В процессе производства стали происходит индукционный нагрев металла. Для этого используются токи промышленной частоты. Благодаря тому, что сердечник имеет большую массу, такого воздействия на металл оказывается вполне достаточно. Для того чтобы осуществить плавление стали массой до 100 т, будет вполне достаточно использовать промышленный ток частотой 50 Гц. Следует сказать о том, что у разных типов сырья некоторые параметры могут не совпадать.

    Расчет удельного веса стали

    Только для конкретного вещества характерно соотношение между объемом сплава и его массой. Стоит сказать, что этот параметр является постоянным. Для определения плотности сплава используют специальную формулу. Она непосредственно связана с вычислением для стали удельного веса и имеет следующий вид:

    γ =P/V.

    В этой формуле Y следует понимать как удельный вес металла. Вес однородного тела обозначают буквой P. Букву V используют для обозначения объема соединения. Стоит сказать, что эта формула работает только в тех случаях, когда у металла плотное состояние и поры как таковые отсутствуют.

    Сталь используют в различных отраслях промышленности. Металлургические предприятия получают его посредством переработки чугуна. Чтобы сталь получилась качественной, используют различные методы переработки. У каждого из них имеются свои особенности. Применяя современные методы переработки, появляется возможность для удаления из состава сплава вредных примесей, а это позволяет обеспечить высокое качество готового металла.

    Источник: https://pellete.ru/stal/stal-udelnyj-ves.html

    Каким удельным весом обладает золото

    Золото — это достаточно тяжелый металл, который отличается высокой плотностью, равной 19,32 г\см3. По этому показателю, золото занимает среди всех металлов 7-ое место. В различных системах приняты разные единицы измерения: СИ = Н\М3, МКСС = 1 кг\м3, СГС = 1дин\см3. Также удельный вес золота может быть выражен в граммах на см3 (внесистемная единица).

    Удельный вес, выраженный в гр\см3 равен плотности данного металла. Для золота, этот показатель составляет 19,3 гр\см3. Объемный вес золота — это расчетная величина, отражающая плотность металла.

    Весовые и качественные особенности золота

    Золото обладает всеми свойствами, которые характерны для металлов:

    • Электро- и теплопроводность;
    • Высокая прочность;
    • Пластичность.

    Также золото обладает особым, металлическим блеском. Следует заметить, что каждая группа металлов имеет свой характерный металлический блеск. В целом, металлические элементы содержатся в 75% всех встречающихся в природе элементов, но далеко не все встречаются в природе в чистом виде. Из наиболее ценных и редких металлов можно отметить золото и платину.

    Оба металла характеризуются достаточно большим удельным весом (19,3 гр\см3 и 21,45 гр\см3 соответственно). Следует отметить, удельный вес тяжелых металлов, в том числе вольфрама и золота, практически одинаков.

    Благодаря этому свойству, добыча золота может вестись методом отмывки его от относительно легких частиц глины и песка, содержащихся в промываемой породе.

    Вес куба различных металлов.

    Вместе в тем, золото является очень мягким металлом, кроме того оно еще и очень тяжелое. Для того чтобы узнать, сколько весит один куб золота, можно воспользоваться специальной формулой или таблицей. Данный показатель составляет 19,320 кг. Твердость золота — 220-250 МПа (по Бринелю) или 2,5 (шкала Мооса).

    Высокая стоимость золота обусловлена в первую очередь достаточно малым его содержанием в земной коре — 0,5 — 5 мг\тонну. Объемный или удельный вес золота можно узнать по формуле — y=P\V, где P-вес золота, а V-его объем.

    Основные физико-механические свойства золота

    Кроме удельного веса, важными характеристиками также являются физико-механические свойства золота.

    Цвет. По этому показателю, из всех металлов, свой особый, характерный цвет, имеют только золото (желтый) и медь (розовато-красный). Что касается других металлов, то тут сложнее — к примеру, белый цвет характерен платине, серебру, алюминию, олову, магнию и кадмию. Кроме этого, некоторые металлы могут иметь разные оттенки — мышьяк (сероватый), свинец (синевато-белый). Многие металлы в измельченном виде могут иметь не характерные для них цвета, в частности красный или коричневый. К тому же, большинство металлов при длительном контакте с воздухом окисляется и в результате они темнеют.

    Удельный вес играет важную роль не только при добыче золота, но и для получения различных сплавов. Для того, чтобы они были однородными и качественными, необходимо подбирать металлы с небольшой разницей по удельному весу. В противном случае, если разница будет весьма существенной, при сплавлении металл, имеющий меньший объемный вес чем у золота, может всплывать.

    Только у золота и меди со всех металлов особый, характерный и уникальный цвет.

    Золото переходит в жидкое состояние из твердого при 1095 градусах Цельсия.

    Удельная теплоемкость. Обозначает то количество тепла, которое необходимо для повышения на 1 градус Цельсия 1 килограмма золота — измеряется в килокалориях и обозначается буквой С.

    Теплопроводность. Это свойство металла проводить тепло, характеризуется коэффициентом теплопроводности.

    Золото плавится при 1095 градусах цельсия.

    Скрытная температура плавления. Металл необходимо нагреть до температуры плавления и поддерживать, пока будет идти разрушение кристаллической структуры — до тех пор, пока золото полностью не перейдет в жидкое состояние. Эта дополнительная энергия и называется скрытой теплотой плавления и измеряется в килокалориях.

    Электрическое сопротивление — измеряется в Омах.

    Коэффициент линейного расширения (тепловой или термический). Указывает на способность металла увеличивать свои размеры в длину (при нагревании).

    Магнитные свойства. Все металлы подразделяются на: паромагнитные, диамагнитные и феромангитные. При внесение в магнитное поле, материалы диамагнитной группы не притягиваются к магниту. Золото как раз относится к диамагнитным металлам.

    Получение золота и его применение

    Золото добывают из рассыпных месторождений и руды. Просеивание является одним из самых древних способов добычи и основано на существенной разнице удельного веса золота и пустой породы. Минусом данного метода являются довольно большие потери драгоценного металла при обработке.

    Амальмагация. Также довольно древний способ, который был известен еще в первом веке до нашей эры, но широко стал применяться только с 16 века на территории Америки. С 90-ых годов 19 века во многих странах — Австралии, Африке, Америке и других стали использовать цианирование.

    Золотоносную породу изначально измельчали дроблением и обогащали специальной «химией», после чего, из искусственно образованного концентрата извлекают золото. Для этого используют раствор цианида натрия или калия. В растворе цианида золото осаждают цинком.

    Для аффинажа, очистки данного драгоценного металла применяют метод Вольвилла, который впервые был использован в 1896 году.

    Золото с давних времен выполняло функцию денег. В ювелирной сфере, этот драгоценный металл используют в виде сплавов, благодаря чему повышается твердость и прочность металла, снижается его себестоимость. золота в таких сплавах принято выражать пробой, которая указывает процентное содержание чистого металла. Соединения золота нашли широкое применение в фототехнике, электротехнике и многих других сферах.

    С древнейших времен, золото применялось в искусстве — украшения, золочение утвари и прочее. Это обусловлено его уникальными свойствами: способности тянуться, ковкости, мягкости, что позволяет использовать его для создания всевозможных декоративных элементов, вплоть до тончайшей филиграни.

    Одной из важнейших функций этого драгоценного металла является его экономическое значение. Вот уже на протяжении достаточно длительного времени, золото выполняет функцию всеобщего эквивалента ценности вещей или услуг.

    Интересен тот факт, что в середине 1943 года в США был подписан закон о золотом резерве. В нем сказано то, что данный драгоценный металл обязательно должен храниться исключительно в слитках. Они же и постановил, сколько весит (по стандарту) банковский слиток, содержащий золото. Стандартный вес был установлен в размере 400 тройских унций, правда для коммерческих потребностей на территории Соединенных Штатов Америки разрешается применять слитки разного веса.

    Стандартная масса одного слитка золота равна 11 – 13,3 килограммам, что существенно тяжелей ведра, которое заполненного водой.

    Одна тройская унция золота представляет собой 31 грамм чистого золота. Если же быть максимально точным, 1 тройская унция золота ровна 31.1034768 граммам.

    В средневековье, множество золотых монет того времени в большинстве случаев имели вес порядка 30 грамм. Исторически сложилось, что 1 тройская унция имеет схожий вес и данная мера до сих пор используется в банках, производстве монет и украшений.

    Источник: http://golden-inform.ru/mery-vesa/udelnyj-zolota/

    Удельный вес

    Среди множества параметров, характеризующих свойства материалов существует и такой как удельный вес. Иногда применяют термин плотность, но это не совсем верно. Но так или иначе эти оба термина имеют собственные определения и имеют хождение в математике, физике и множестве других наук, в том числе и материаловедении.

    Удельный вес

    Определение удельного веса

    Физическая величина, являющаяся отношением веса материала к занимаемому им объему, называется УВ материала.

    Материаловедение ХХI века далеко ушло вперед в и уже освоены технологии, которые каких-то сто лет назад считались фантастикой. Эта наука может предложить современной промышленности сплавы, которые отличаются друг от друга качественными параметрами, но и физико-техническими свойствами.

    Для определения того, как некий сплав может быть использован для производства целесообразно определить УВ. Все предметы, изготовленные с равным объемом, но для их производства был использованы разные виды металлов, будут иметь разную массу, она находится в четкой связи с объемом. То есть отношение объема к массе это есть некое постоянное число, характерная для этого сплава.

    Для расчета плотности материала применяют специальную формулу, имеющую прямую связь с УВ материала.

    Кстати, УВ чугуна, основного материала для создания стальных сплавов, можно определить весом 1 см3, отраженного в граммах. Тем больше УВ металла, тем тяжелее будет готовое изделие.

    Формула удельного веса

    Формулу расчета УВ выглядит как отношение веса к объему. Для подсчета УВ допустимо применять алгоритм расчета, который изложен в школьном курсе физики.
    Для этого необходимо использовать закон Архимеда, точнее определение силы, которая является выталкивающей. То есть груз с некоей массой и при этом он держится на воде. Другими словами на него влияют две силы – гравитации и Архимеда.

    Формула для расчета архимедовой силы выглядит следующим образом

    F=g×V,

    где g – это УВ жидкости. После подмены формула приобретает следующий вид F=y×V, отсюда получаем формулу УВ груза y=F/V.

    Разница между весом и массой

    В чем состоит разница между весом и массой. На самом деле в быту, она не играет ни какой роли. В самом деле, на кухне, мы не делаем развития между весом курицы и ее массой, но между тем между этими терминами существуют серьезные различия.

    Эта разница хорошо видна при решении задач, связанных с перемещением тел в межзвездном пространстве и ни как имеющим отношения с нашей планете, и в этих условиях эти термины существенно различаются друг от друга.
    Можно сказать следующее, термин вес имеет значение только в зоне действия силы тяжести, т.е.

    если некий объект находиться рядом с планетой, звездой и пр. Весом можно называть силу, с которой тело давит на препятствие между ним и источником притяжения. Эту силу измеряют в ньютонах. В качестве примера можно представить следующую картину — рядом с платным образованием находиться плита, с расположенным на ее поверхности неким предметом.

    Сила, с которой предмет давит на поверхность плиты и будет весом.

    Масса и вес

    Масса тела напрямую связана с инерцией. Если детально рассматривать это понятие то можно сказать, что масса определяет размер гравитационного поля создаваемого телом. В действительности, это одна из ключевых характеристик мироздания. Ключевое различие между весом и массой заключается в следующем — масса не зависит от расстояния между объектом и источником гравитационной силы.

    Для измерения массы применяют множество величин – килограмм, фунт и пр. Существует международная система СИ, в которой применяют привычные, нам килограммы, граммы и пр. Но кроме нее, в многих странах, например, Британских островах, существует собственная система мер и весов, где вес измеряют в фунтах.

    УВ – что это такое?

    Удельный вес – это есть отношение веса материи к его объему. В международной системе измерений СИ его измеряют как ньютон на кубический метр. Для решения определенных задач в физике УВ определяют следующим образом – насколько обследуемое вещество тяжелее, чем вода при температуре 4 градусов при условии того, что вещество и вода имеют равные объемы.

    По большей части такое определение применяют в геологических и биологических исследованиях. Иногда, УВ, рассчитываемый по такой методике, называют относительной плотностью.

    В чем отличия

    Как уже отмечалось, эти два термина часто путают, но так как, вес напрямую зависим от расстояния между объектом и гравитационным источником, а масса не зависит от этого, поэтому термины УВ и плотность различаются между собой.
    Но необходимо принять во внимание то, что при некоторых условиях масса и вес могут совпадать. Измерить УВ в домашних условиях практически невозможно. Но даже на уровне школьной лаборатории такую операцию достаточно легко выполнить. Главное что бы лаборатория была оснащена весами с глубокими чашами.

    Предмет необходимо взвесить при нормальных условиях. Полученное значение можно будет обозначить как Х1, после этого чашу с грузом помещают в воду. При этом в соответствии с законом Архимеда груз потеряет часть своего веса. При этом коромысло весов будет перекашиваться. Для достижения равновесия на другую чашу необходимо добавить груз. Его величину можно обозначить как Х2.

    В результате этих манипуляций будет получен УВ, который будет выражен как соотношение Х1 и Х2. Кроме вещества в твердом состоянии удельных можно измерить и для жидкостей, газов. При этом замеры можно выполнять в разных условиях, например, при повышенной температуре окружающей среды или пониженной температуры.

    Для получения искомых данных применяют такие приборы как пикнометр или ареометр.

    Единицы измерения удельного веса

    В мире применяют несколько систем мер и весов, в частности, в системе СИ УВ измеряют в отношении Н (Ньютон) к метру кубическому. В других системах, например, СГС у удельного веса используется такая единица измерения д(дин) к сантиметру кубическому.

    Металлы с наибольшим и наименьшим удельным весом

    Кроме того, что понятие удельного веса, применяемое в математике и физике, существуют и довольно интересные факты, например, об удельных весах металлов из таблицы Менделеева. если говорить о цветных металлах, то к самым «тяжелым» можно отнести золото и платину.

    Эти материалы превышают по удельному весу, такие металлы как серебро, свинец и многие другие. К «легким» материалам относят магний с весом ниже чем у ванадия. Нельзя забывать и радиоактивных материалах, к примеру, вес урана составляет 19,05 грамм на кубический см. То есть, 1 кубический метр весит 19 тонн.

    Удельный вес других материалов

    Наш мир сложно представить без множества материалов, используемых в производстве и быту. Например, без железа и его соединений (стальных сплавов). УВ этих материалов колеблется в диапазоне одной – двух единиц и это не самые высокие результаты. Алюминий, к примеру, обладает низкой плотностью и малым удельным весом. Эти показатели позволили его использовать в авиационной и космической отраслях.

    Удельный вес металлов

    Медь и ее сплавы, обладают удельным весом сопоставимый со свинцом. А вот ее соединения – латунь, бронза легче других материалов, за счет того, в них использованы вещества с меньшим удельным весом.

    Как рассчитать удельный вес металлов

    Как определить УВ — этот вопрос часто встает у специалистов занятых в тяжелой промышленности. Эта процедура необходима для того, что бы определить именно те материалы, которые будет отличаться друг от друга улучшенными характеристиками.

    Одна из ключевых особенностей металлических сплавов заключается в том, какой металл является основой сплава. То есть железо, магний или латунь, имеющие один объем будут иметь разную массу.

    Плотность материала, которая рассчитывается на основании заданной формулы имеет прямое отношение к рассматриваемому вопросу. Как уже отмечено, УВ – это соотношение веса тела к его объему, надо помнить, что эта величина может быть определена как силу тяжести и объема определенного вещества.

    Для металлов УВ и плотность определяют в той же пропорции. Допустимо использовать еще одну формулу, которая позволяет рассчитать УВ. Она выглядит следующим так УВ (плотность) равна отношению веса и массы с учетом g, постоянной величины. Можно сказать, что УВ металла может, носит название веса единицы объема. Дабы определить УВ необходимо массу сухого материала поделить на его объем. По факту, эта формула может быть использована для получения веса металла.

    Кстати, понятие удельного веса широко применяют при создании металлических калькуляторов, применяемых для расчета параметров металлического проката разного типа и назначения.

    УВ металлов измеряют в условиях квалифицированных лабораторий. В практическом виде этот термин редко применяют. Значительно чаще, применяют понятие легкие и тяжелые металлы, к легким относят металлы с малым удельным весом, соответственно к тяжелым относят металлы с большим удельным весом.

    , пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

    Источник: http://StankiExpert.ru/spravochnik/materialovedenie/udelnyjj-ves.html

    Топ 10 самые прочные металлы в мире

    Использование металлов в повседневной жизни началось на заре развития человечества, и первым металлом являлась медь, поскольку является доступной в природе и легко поддается обработке. Недаром археологи при раскопках находят различные изделия и домашнюю утварь из этого металла. В процессе эволюции люди постепенно учились соединять различные металлы, получая все более прочные сплавы, пригодные для изготовления орудий труда, а позже и оружия. В наше время продолжаются эксперименты, благодаря которым можно выявить самые прочные металлы в мире.

    10

    Титан

    Открывает наш рейтинг титан – высокопрочный твердый металл, который сразу же привлек к себе внимание. Свойствами титана являются:

    • высокая удельная прочность;
    • стойкость к высоким температурам;
    • низкая плотность;
    • коррозийная стойкость;
    • механическая и химическая стойкость.

    Титан применяется в военной промышленности, медицине авиации, кораблестроении, и других сферах производства.

    9

    Уран

    Самый известный элемент, который считается одним из самых прочных металлов в мире, и в нормальных условиях представляет собой слабый радиоактивный металл. В природе находится как в свободном состоянии, так и в кислых осадочных породах. Он достаточно тяжел, широко распространен повсеместно и обладает парамагнитными свойствами, гибкостью, ковкостью, и относительной пластичностью. Уран применяется во многих сферах производства.

    8

    Вольфрам

    Известен как самый тугоплавкий металл из всех существующих, и относится к самым прочным металлам в мире. Представляет собой твердый переходный элемент блестящего серебристо-серого цвета. Обладает высокой прочностью, отличной тугоплавкостью, стойкостью к химическим воздействиям. Благодаря своим свойствам поддается ковке, и вытягивается в тонкую нить. Известен в качестве вольфрамовой нити накаливания.

    7

    Рений

    Среди представителей данной группы считается переходным металлом высокой плотности серебристо-белого цвета. В природе встречается в чистом виде, однако встречается в молибденовом и медном сырье. Отличается высокой твердостью и плотностью, и имеет отличную тугоплавкость. Обладает повышенной прочностью, которая не теряется при многократных перепадах температур. Рений относится к дорогим металлам и имеет высокую стоимость. Используется в современной технике и электронике.

    6

    Осмий

    Блестящий серебристо-белый металл со слегка голубоватым отливом, относится к платиновой группе и считается одним из самых прочных металлов в мире. Аналогично иридию имеет высокую атомную плотность высокую прочность и твердость. Поскольку осмий относится к платиновым металлам, имеет схожие с иридием свойства: тугоплавкость, твердость, хрупкость, стойкость к механическим воздействиям, а также к влиянию агрессивных сред. Нашел широкое применение в хирургии, электронной микроскопии, химической промышленности, ракетной технике, электронной аппаратуре.

    5

    Бериллий

    Относится к группе металлов, и представляет собой элемент светло-серого цвета, обладающий относительной твердостью и высокой токсичностью. Благодаря своим уникальным свойствам бериллий применяется в самых различных сферах производства:

    • ядерной энергетике;
    • аэрокосмической технике;
    • металлургии;
    • лазерной технике;
    • атомной энергетике.

    Из-за высокой твердости бериллий используется при производстве легирующих сплавов, огнеупорных материалов.

    4

    Хром

    Следующим в десятке самых прочных металлов в мире является хром – твердый, высокопрочный металл голубовато-белого цвета, стойкий к воздействию щелочей и кислот. В природе встречается в чистом виде и широко применяется в различных отраслях науки, техники и производства. Хром Используется для создания различных сплавов, которые используются при изготовлении медицинского, а также химического технологического оборудования. В соединении с железом образует сплав феррохром, который используется при изготовлении металлорежущих инструментов.

    3

    Тантал

    Бронзу в рейтинге заслуживает тантал, поскольку является одним из самых прочных металлов в мире. Он представляет собой серебристый металл с высокой твердостью и атомной плотностью. Благодаря образованию на его поверхности оксидной пленки, имеет свинцовый оттенок.

    Отличительными свойствами тантала являются высокая прочность, тугоплавкость, стойкость к коррозии, воздействию агрессивных сред. Металл является достаточно пластичным металлом и легко поддается механической обработке. Сегодня тантал успешно используется:

    • в химической промышленности;
    • при сооружении ядерных реакторов;
    • в металлургическом производстве;
    • при создании жаропрочных сплавов.

    2

    Рутений

    Вторую строчку рейтинга самых прочных металлов в мире занимает рутений – серебристый металл, принадлежащий к платиновой группе. Его особенностью является наличие в составе мышечной ткани живых организмов. Ценными свойствами рутения являются высокая прочность, твердость, тугоплавкость, химическая стойкость, способность образовывать комплексные соединения. Рутений считается катализатором многих химических реакций, выступает в роли материала для изготовления электродов, контактов, острых наконечников.

    1

    Иридий

    самых прочных металлов в мире возглавляет именно иридий – серебристо-белый, твердый и тугоплавкий металл, который относится к платиновой группе. В природе высокопрочный элемент встречается крайне редко, и часто входит в соединение с осмием. Из-за своей природной твердости он плохо поддается механической обработке и обладает высокой стойкостью к воздействию химический веществ. Иридий с большим трудом реагирует на воздействие галогенов и перекиси натрия.

    Этот металл играет важную роль в повседневной жизни. Его добавляют к титану, хрому и вольфраму для улучшения стойкости к кислым средам, применяют при изготовлении канцелярских принадлежностей, используют в ювелирном деле для создания ювелирных изделий. Стоимость иридия остается высокой из-за ограниченного присутствия в природе.

    Источник: http://top10a.ru/top-10-samye-prochnye-metally-v-mire.html

    Самое тяжелое вещество во Вселенной

    Осмий на сегодня определён как самое тяжёлое вещество на планете. Всего один кубический сантиметр этого вещества весит 22.6 грамма. Он был открыт в 1804 году английским химиком Смитсоном Теннантом, при растворении золота в царской водке. После химического опыта в пробирке остался осадок. Это произошло из-за особенности осмия, он нерастворим в щелочах и кислотах.

    Самый тяжёлый элемент на планете

    Представляет собой голубовато-белый металлический порошок. В природе встречается в виде семи изотопов, шесть из них стабильны и один неустойчив. По плотности немного превосходит иридий, который имеет плотность 22,4 грамма на кубический сантиметр. Из обнаруженных на сегодня материалов, самое тяжёлое вещество в мире — это осмий. Он относится к группе редкоземельных металлов, таких как лантан, иттрий, скандий и других лантаноидов.

    Добывается его очень мало, порядка десяти тысяч килограмм в год. Даже в наиболее большом источнике осмия, Джезказганском месторождении, содержится порядка трёх десятимиллионных долей. Биржевая стоимость редкого металла в мире достигает порядка 200 тысяч долларов за один грамм. При этом максимальная чистота элемента в процессе очистки около семидесяти процентов. Хотя в российских лабораториях удалось получить чистоту 90,4 процента, но количество металла не превышало нескольких миллиграмм.

    Плотность материи за пределами планеты Земля

    Осмий, бесспорно, является лидером самых тяжёлых элементов нашей планеты. Но если мы обратим свой взор в космос, то нашему вниманию откроется множество веществ более тяжёлых, чем наш «король» тяжёлых элементов.

    Дело в том, что во Вселенной существуют условия несколько другие, чем на Земле. Гравитация ряда космических объектов настолько велика, что вещество неимоверно уплотняется.

    Если рассмотреть структуру атома, то обнаружится, что расстояния в межатомном мире чем-то напоминают видимый нами космос. Где планеты, звезды и прочие космические тела находятся на достаточно большой дистанции. Остальное же занимает пустота. Именно такую структуру имеют атомы, и при сильной гравитации эта дистанция достаточно сильно уменьшается. Вплоть до «вдавливания» одних элементарных частиц в другие.

    Нейтронные звезды – сверхплотные объекты космоса

    В поисках за пределами нашей Земли мы сможем обнаружить самое тяжёлое вещество в космосе на нейтронных звёздах. Это достаточно уникальные космические обитатели, один из возможных типов эволюции звёзд. Диаметр таких объектов составляет от 10 до 200 километров, при массе равной нашему Солнцу или в 2-3 раза больше.

    Это космическое тело в основном состоит из нейтронной сердцевины, которая состоит из текучих нейтронов. Хотя по некоторым предположениям учёных она должна находиться в твёрдом состоянии, достоверной информации на сегодня не существует. Однако известно, что именно нейтронные звезды, достигая своего передела сжатия, впоследствии превращаются в сверхновые звезды с колоссальным выбросом энергии, порядка 1043-1045 джоулей.

    Плотность такой звезды сравнима, к примеру, с весом горы Эверест, помещённой в спичечный коробок. Это сотни миллиардов тонн в одном кубическом миллиметре. К примеру, чтобы стало более понятно, насколько велика плотность вещества, возьмём нашу планету с её массой 5,9×1024 кг и «превратим» в нейтронную звезду.

    В результате, чтобы плотность Земли сравнялась с плотностью нейтронной звезды, её нужно уменьшить до размеров обычного яблока, диаметром 7-10 сантиметров. Плотность уникальных звёздных объектов увеличивается с перемещением к центру.

    Слои и плотность вещества

    Наружный слой звезды представлен собой в виде магнитосферы. Непосредственно под ней плотность вещества уже достигает порядка одной тонны на сантиметр кубический. Учитывая наши знания о Земле, на данный момент, это самое тяжёлое вещество из обнаруженных элементов. Но не спешите с выводами. Продолжим наши исследования уникальных звёзд. Их называют также пульсарами, из-за высокой скорости вращения вокруг своей оси. Этот показатель у различных объектов колеблется от нескольких десятков до сотен оборотов в секунду.

    Проследуем далее в изучении сверхплотных космических тел. Затем следует слой, который имеет характеристики металла, но, скорее всего, он похож по поведению и структуре. Кристаллы намного меньше, чем мы видим в кристаллической решётке Земных веществ. Чтобы выстроить линию из кристаллов в 1 сантиметр, понадобится выложить более 10 миллиардов элементов. Плотность в этом слое в один миллион раз выше, чем в наружном. Это не самое тяжёлое вещество звезды. Далее следует слой, богатый нейтронами, плотность которого в тысячу раз превышает предыдущий.

    Ядро нейтронной звезды и его плотность

    Ниже находится ядро, именно здесь плотность достигает своего максимума — в два раза выше, чем вышележащий слой. Вещество ядра небесного тела состоит из всех известных физике элементарных частиц. На этом мы достигли конца путешествия к ядру звезды в поисках самого тяжёлого вещества в космосе.

    Миссия в поисках уникальных по плотности веществ во Вселенной, казалось бы, завершена. Но космос полон загадок и неоткрытых явлений, звёзд, фактов и закономерностей.

    Чёрные дыры во Вселенной

    Следует обратить внимание, на то, что сегодня уже открыто. Это чёрные дыры. Возможно, именно эти загадочные объекты могут быть претендентами на то, что самое тяжёлое вещество во Вселенной — их составляющая. Обратите внимание, что гравитация чёрных дыр настолько велика, что свет не может её покинуть. По предположениям учёных, вещество, затянутое в область пространства времени, уплотняется настолько, что пространства между элементарными частицами не остаётся.

    К сожалению, за горизонтом событий (так называется граница, где свет и любой объект, под действием сил гравитации, не может покинуть чёрную дыру) следуют наши догадки и косвенные предположения, основанные на выбросах потоков частиц.

    Ряд учёных предполагают, что за горизонтом событий смешиваются пространство и время. Существует мнение, что они могут являться «проходом» в другую Вселенную. Возможно, это соответствует истине, хотя вполне возможно, что за этими пределами открывается другое пространство с совершенно новыми законами. Область, где время поменяется «местом» с пространством. Местонахождение будущего и прошлого определяется всего лишь выбором следования. Подобно нашему выбору идти направо или налево.

    Потенциально допустимо, что во Вселенной существуют цивилизации, которые освоили путешествия во времени через чёрные дыры. Возможно, в будущем люди с планеты Земля откроют тайну путешествий сквозь время.

    Источник: http://fb.ru/article/276131/samoe-tyajeloe-veschestvo-vo-vselennoy

    Самый тяжелый и плотный металл в мире

    С незапамятных времен люди активно используют различные металлы. После изучения их свойств, вещества заняли достойное место в таблице знаменитого Д. Менделеева. До сих пор не утихают споры ученых относительно вопроса, какому металлу присвоить звание самого тяжелого и плотного в мире. На чаше весов два элемента менделеевской таблицы – иридий, а также осмий. Чем они интересны, читайте далее.

    Общая информация

    На протяжении веков люди занимались изучением полезных свойств самых распространенных металлов на планете. Больше всего сведений наука хранит о золоте серебре и меди. Со временем человечество познакомилось с железом, более легкими металлами – оловом и свинцом. В мире Средневековья люди активно пользовались мышьяком, а болезни лечили ртутью.

    Благодаря стремительному прогрессу, сегодня самыми тяжелыми и плотными металлами считается не один элемент таблицы, а сразу два. Под номером 76 расположен осмий (Os), а под номером 77 – иридий (Ir), вещества имеют следующие показатели плотности:

    • осмий тяжелый, благодаря плотности 22,62 г/ см³;
    • иридий не намного легче – 22,53 г/ см³.

    Плотность относят к физическим свойствам металлов, она представляет собой соотношение массы вещества к его объему. Теоретические расчеты плотности обоих элементов имеют некоторые погрешности, поэтому оба металла сегодня принято считать самыми тяжелыми.

    Для наглядности можно сравнить вес обыкновенной пробки с весом пробки из самого тяжелого металла в мире. Чтобы уравновесить чаши весов с пробкой из осмия либо иридия, потребуется более сотни обычных пробок.

    История открытия металлов

    Оба элемента были открыты на заре XIX века ученым Смитсоном Теннантом. Многие исследователи того времени занимались изучением свойств сырой платины, обрабатывая ее «царской водкой». Только Теннанту удалось обнаружить в полученном осадке два химических вещества:

    • осадочный элемент со стойким запахом хлора ученый назвал осмием;
    • субстанция с меняющейся окраской получила название иридий (радуга).

    Оба элемента были представлены единым сплавом, который ученому удалось разделить. Дальнейшим исследованием самородков платины занялся русский химик К. Клаус, тщательно исследовавший свойства осадочных элементов. Сложность определения самого тяжелого металла в мире заключается в невысокой разности их плотности, которая не является величиной постоянной.

    Яркие характеристики самых плотных металлов

    Добытые экспериментальным путем вещества представляют собой порошок, довольно трудно поддающийся обработке, ковка металлов требует очень высоких температур. Наиболее распространенной формой содружества иридия с осмием является сплав осмистого иридия, который добывают в месторождениях платины, пластах залегания золота.

    Наиболее частым местом обнаружения иридия считаются метеориты, богатые железом. Самородного осмия в мире природы не найти, только в содружестве с иридием и другими компонентами платиновой группы. Залежи часто содержат соединения серы с мышьяком.

    Особенности самого тяжелого и дорогого металла в мире

    Среди элементов периодической таблицы Менделеева самым дорогостоящим считается осмий. Серебристый металл с голубоватым отливом принадлежит к платиновой группе благородных химических соединений. Свой блеск самый плотный, но очень хрупкий металл не теряет под воздействием высоких температурных показателей.

    Характеристики

    • Элемент №76 Osmium имеет атомную массу 190,23 а.е.м.;
    • Расплавленное при температуре 3033°C вещество закипит при 5012°C.
    • Самый тяжелый материал обладает плотностью 22,62 г/ см³;
    • Структура кристаллической решетки имеет гексагональную форму.

    Несмотря на изумительно холодный блеск серебристого отлива, осмий не годится для производства ювелирных изделий из-за высочайшей токсичности. Для плавки украшения потребовалась бы температура, как на поверхности Солнца, ведь самый плотный в мире металл разрушается при механическом воздействии.

    Превращаясь в порошок, осмий взаимодействует с кислородом, реагирует на серу, фосфор, селен, на царскую водку реакция вещества очень медленная. Osmium не обладает магнетизмом, сплавы имеют склонность к окислению, формированию кластерных соединений.

    Где применяют

    Самый тяжелый и невероятно плотный металл обладает высокой износостойкостью, поэтому добавка его к сплавам значительно повышает их крепость. Применение осмия в основном связано с химической промышленностью. Кроме того, его используют для следующих нужд:

    • изготовления ёмкостей, предназначенных для хранения отходов ядерного синтеза;
    • для нужд ракетостроения, оружейного производства (боеголовки);
    • в часовой промышленности для изготовления механизмов брендовых моделей;
    • для изготовления хирургических имплантатов, деталей кардиостимуляторов.

    Интересно, что самый плотный металл считается единственным в мире элементом, неподвластным воздействию агрессии «адской» смеси кислот (азотная и соляная). Алюминий, соединенный с осмием, становится настолько пластичным, что его можно вытягивать без разрыва.

    Тайны самого редкого и плотного в мире металла

    Принадлежность иридия к платиновой группе наделяет его свойством невосприимчивости к обработке кислотами и их смесями. В мире иридий получают из анодных шламов при медно-никелевом производстве. После обработки шлама царской водкой, выпавший осадок прокаливают, результатом чего становится добыча иридия.

    Область применения

    Хотя Iridium принадлежит к числу драгоценных металлов, для ювелирных изделий его применяют редко. Элемент, плохо поддающийся обработкам, весьма востребован при строительстве дорог, производстве автомобильных деталей. Сплавы с неподверженным окислению самым плотным металлом применяются для следующих целей:

    • изготовления тиглей для проведения лабораторных опытов;
    • производства специальных мундштуков для стеклодувов;
    • покрытия кончиков перьев и стержней шариковых ручек;
    • изготовления долговечных свечей зажигания для автомобилей;

    Сплавы с изотопами иридия используют на сварочном производстве, в приборостроении, для выращивания кристаллов в составе лазерной техники. Применение самого тяжелого металла позволило осуществлять лазерную коррекцию зрения, дробление камней в почках и другие медицинские процедуры.

    Хотя Iridium лишен токсичности и не опасен для биологических организмов, в природной среде можно встретиться его опасным изотопом – гексафторидом. Вдыхание паров ядовитого вещества ведет к мгновенному удушью и смерти.

    Места природного залегания

    Залежи самого плотного металла Iridium в мире природы ничтожно малы, их намного меньше, чем запасов платины. Предположительно самое тяжелое вещество сместилось к ядру планеты, поэтому объемы промышленной добычи элемента невелики (около трех тонн в год). Изделия из сплавов с иридием могут прослужить до 200 лет, драгоценности станут более долговечными.

    Самородков самого тяжелого металла с неприятным запахом Osmium в природе не найти. В составе минералов можно обнаружить следы осмистого иридия вместе с платиной и палладием, рутением. Залежи осмистого иридия разведаны на территории Сибири (Россия), некоторых штатов Америки (Аляска и Калифорния), в Австралии и Южной Африке.

    Если обнаружены залежи платины, удастся выделить осмий с иридием для укрепления и усиления физических либо химических соединений различных изделий.

    Источник: https://top-top.info/tovaryi/samyiy-tyazhelyiy-i-plotnyiy-metall-v-mire.html

Понравилась статья? Поделить с друзьями: