X'inhu l-agħar metall fid-dinja?

Meta niġu għall-metalli, l-ebusija hija proprjetà ewlenija li tiddetermina l-adegwatezza tagħhom għal diversi applikazzjonijiet. Imma x'inhu eżattament l-agħar metall fid-dinja? It-tweġiba mhix daqshekk sempliċi kif tista 'tidher, peress li "ebusija" tista' tiġi definita b'modi differenti - bħal reżistenza għall-bidu, reżistenza għall-indentazzjoni, jew saħħa tat-tensjoni. Madankollu, metall wieħed jispikka b'mod konsistenti f'termini ta 'ebusija ġenerali: it-tungstenu.
Nifhmu l-ebusija fil-metalli
Qabel ma tgħaddas għalfejn it-tungstenu huwa meqjus bħala l-agħar metall, huwa importanti li tiċċara kif titkejjel l-ebusija. Fix-xjenza tal-materjali, l-ebusija hija tipikament evalwata bl-użu ta 'skali bħall-iskala tal-ebusija MOHS (għar-reżistenza tal-bidu) u l-iskali Vickers jew Rockwell (għar-reżistenza għall-indentazzjoni).
• L-iskala MOHS tikklassifika materjali minn 1 (l-iktar artab, bħal talc) sa 10 (l-aktar diffiċli, bħal djamant). Il-metalli ġeneralment jaqgħu bejn 2 u 9 fuq din l-iskala.
• It-test tal-ebusija tal-Vickers ikejjel ir-reżistenza ta 'materjal għall-indentazzjoni minn piramida tad-djamanti, bir-riżultati rrappurtati f'unitajiet ta' ebusija ta 'Vickers (HV). Valuri ogħla ta 'HV jindikaw ebusija akbar.
Għall-metalli, kombinazzjoni ta 'dawn il-kejl - flimkien ma' proprjetajiet bħal punt ta 'tidwib u saħħa tat-tensjoni - tgħin biex tiddetermina l- "ebusija" tagħhom f'termini prattiċi. It-tungstenu jeċċella madwar metriċi multipli, u jagħmilha l-aqwa konkorrent.
Tungstenu: l-iktar metall li jseħħ b'mod naturali
It-tungstenu, bis-simbolu kimiku w u n-numru atomiku 74, huwa metall rari magħruf għall-ebusija straordinarja tiegħu. Hawn għaliex jaqla 't-titlu:
• ebusija tal-MOHS: it-tungstenu jikklassifika madwar 7.5 fuq l-iskala tal-MOHS, u jpoġġuh 'il fuq mill-biċċa l-kbira tal-metalli l-oħra. Għal paragun, l-azzar tipikament ivarja minn 4 sa 7, filwaqt li t-titanju qiegħed fis-6.
• Ebusija Vickers: It-tungstenu pur għandu ebusija ta 'Vickers ta' madwar 343 HV, iżda meta jiġi liga ma 'metalli oħra (bħal nikil, ħadid, jew kobalt), l-ebusija tagħha tiżdied b'mod sinifikanti. Tungsten Carbide, kompost ta 'tungstenu u karbonju, jiftaħar bi ebusija ta' Vickers ta '1,800–2,400 HV - li jagħmilha waħda mill-aktar raġel iebes - Made metal - materjali bbażati.
• Punt ta 'tidwib: It-tungstenu għandu l-ogħla punt ta' tidwib ta 'kwalunkwe metall, fi 6,192 grad F (3,422 grad). Din ir-reżistenza estrema tas-sħana hija marbuta mal-bonds atomiċi qawwija tagħha, li jikkontribwixxu wkoll għall-ebusija tagħha.
• Qawwa tat-tensjoni: It-tungstenu għandu saħħa tat-tensjoni għolja (l-istress massimu li jista 'jiflaħ qabel ma jitkisser), u jsaħħaħ aktar ir-reputazzjoni tiegħu bħala metall durabbli u iebes.
Kif it-tungstenu jikkompara ma 'metalli iebsa oħra​
Filwaqt li metalli oħra huma diffiċli, l-ebda wieħed ma jaqbel mal-prestazzjoni ġenerali tat-Tungsten:
• Kromju: Il-kromju huwa magħruf għall-ebusija tiegħu (Mohs 8.5) u ħafna drabi jintuża biex pjanċa metalli oħra biex iżżid ir-reżistenza tal-bidu. Madankollu, huwa fraġli u inqas versatili mit-tungstenu f'applikazzjonijiet strutturali.
• Titanju: It-titanju huwa qawwi u ħafif iżda għandu ebusija MOHS aktar baxxa (6) u ebusija ta 'Vickers (madwar 200 HV) milli t-tungstenu.
• Ligi tal-azzar: għoli - azzar tal-karbonju jew l-azzar tal-għodda jista 'jkun iebes ħafna, iżda l-ebusija tagħhom ħafna drabi tinkiseb permezz ta' trattament tas-sħana, u ma jaqblux mal-ebusija naturali u r-reżistenza tas-sħana tat-tungstenu.
• Osmium: Osmium huwa metall dens b'ebusija ta 'Mohs ta' 7, iżda huwa inqas abbundanti u aktar fraġli mit-tungstenu, li jillimita l-użu prattiku tiegħu.
Il-karbur tat-tungstenu, b'mod partikolari, jaqbeż ħafna metalli u anke xi ċeramika. Huwa iktar diffiċli minn ħafna azzar u jista 'jkun mibrux biss minn materjali bħal djamant jew nitrurat tal-boron kubu.
Applikazzjonijiet prattiċi tal-ebusija tat-tungstenu
L-ebusija tat-tungstenu, flimkien mar-reżistenza u s-saħħa tas-sħana tagħha, tagħmilha ta 'siwi kbir f'diversi industriji:
• Tkissir tal-għodda: il-karbur tat-tungstenu jintuża biex isiru għodda għat-tqattigħ, biċċiet tat-tħaffir, u inserzjonijiet tat-tħin. Dawn l-għodod jistgħu jinqatgħu permezz ta 'materjali iebsa bħall-azzar, il-konkrit, u anke metalli oħra mingħajr ma jitnaqqsu malajr.
• Aerospace and Defense: It-tungstenu jintuża fiż-żennuni tar-rokits, armatura - munizzjon li jtaqqab, u partijiet tal-inġenji tal-ajru li għandhom jifilħu għal temperaturi għoljin u forzi estremi.
• Elettronika: Filamenti tat-Tungstenu f'Bozji tad-Dawl Inkandexxenti u Mikroskopi Elettroniċi jiddependu fuq il-kapaċità tagħha li tirreżisti t-tidwib f'temperaturi għoljin.
• Minjieri u kostruzzjoni: Tungsten - biċċiet tat-tħaffir u xfafar tas-serrieq huma essenzjali għat-tħaffir fil-blat u l-konkrit.
Limitazzjonijiet tat-Tungstenu
Minkejja l-ebusija tiegħu, it-tungstenu għandu żvantaġġi. It-tungstenu pur huwa fraġli fit-temperatura tal-kamra, u jagħmilha diffiċli biex tittieħed magna. Biex tegħleb dan, ħafna drabi huwa liga ma 'metalli oħra (bħal nikil jew ħadid) biex ittejjeb id-duttilità waqt li żżomm l-ebusija. It-tungstenu huwa wkoll rari u għali, li jillimita l-użu tiegħu f'applikazzjonijiet ta 'spejjeż baxxi -.
Hemm iktar "metalli" diffiċli?
Ta 'min jinnota li xi bniedem - materjali magħmula huma aktar diffiċli mit-tungstenu iżda mhumiex metalli puri. Pereżempju:
• Karbide tat-Tungstenu: Kif imsemmi, dan huwa kompost (mhux metall pur) iżda ħafna drabi huwa miġbura ma 'metalli f'kuntesti prattiċi minħabba l-proprjetajiet metalliċi tiegħu.
• Metalli amorfu (nuċċalijiet metalliċi): dawn għandhom strutturi atomiċi irregolari u jistgħu jkunu diffiċli ħafna, iżda mhumiex naturalment iseħħu u huma prodotti fil-laboratorji.
• Metalli nanostrutturati: Metalli inġinerija fin-nanoskala jista 'jkollhom ebusija mtejba, iżda huma sintetiċi u ma jinstabux fin-natura.
Fost metalli puri li jseħħu b'mod naturali, madankollu, it-tungstenu jibqa 'l-aktar diffiċli.
Konklużjoni
L-agħar metall fid-dinja huwa t-tungstenu. Il-kombinazzjoni tagħha ta 'ebusija għolja MOHS, ebusija ta' Vickers, reżistenza għas-sħana, u saħħa tat-tensjoni twarrabha minn metalli oħra. Meta jkun liga bil-karbonju biex tifforma karbur tat-tungstenu, isir saħansitra aktar diffiċli, u jagħmilha staple fl-għodda industrijali u applikazzjonijiet ta 'prestazzjoni għolja -. Filwaqt li metalli oħra u l-bniedem - Materjali magħmula jistgħu jirrevalu l-ebusija tagħha f'żoni speċifiċi, il-proprjetajiet naturali tat-tungsten u l-versatilità jissolidifikaw l-istatus tiegħu bħala l-aktar metall iebes fuq il-pjaneta. Kemm jekk fl-għodod tat-tqattigħ, komponenti aerospazjali, jew elettronika, l-ebusija tat-tungstenu tkompli tmexxi l-innovazzjoni fl-inġinerija u l-manifattura.