Содержание
Самые прочные металлы на Земле
Первое качество, с которым ассоциируется у нас металл, это прочность. На самом деле прочность определяется несколькими свойствами, учитывая которые именно сталь и ее сплавы находятся в списке самых прочных металлов.
Что же такое прочность? Это способность материала выдерживать внешние нагрузки, при этом не разрушаясь. При оценке прочности металла учитывается много параметров и качеств: насколько хорошо металл сопротивляется разрыву, как он противостоит сжатию, каков порог перехода от упругого к пластическому состоянию, когда деформация материала становится необратимой, какова способность материала сопротивляться распространению трещин и т.п.
Прочные сплавы и природные металлы
Сплавы представляют собой комбинации разных металлов. Потребность получить самые разные качественные характеристики металлов, среди которых и прочность, привела к появлению различных сплавов. Одним из важных в этом смысле сплавов является сталь, которая представляет собой комбинацию железа и углерода.
Итак, какие же металлы принято считать самыми прочными на Земле?
Поскольку для определения прочности металла необходимо учесть очень много факторов, трудно однозначным образом упорядочить металлы от самого «крепкого» до самого «слабого». В зависимости от того, какое свойство считается наиболее важным в каждом конкретном случае, и будет складываться расстановка сил прочности среди металлов.
Сталь и ее сплавы
Сталь — это прочный сплав железа и углерода, с добавками других элементов, таких как кремний, марганец, ванадий, ниобий и пр. Благодаря различным системам легирования стали можно получать совершенно разный комплекс свойств новых сплавов.
Так, высокоуглеродистая сталь — это сплав железа с высоким содержанием углерода — получается прочной, относительно дешевой, долговечной, она хорошо поддается обработке. Из недостатков стоит отметить низкую прокаливаемость и низкую теплостойкость, что делает углеродистую сталь уязвимой в агрессивной среде.
Сферы применения: из углеродистой стали изготавливают различные инструменты, детали машин и сложных механизмов, элементы металлоконструкций. Важным условием применения таких изделий является неагрессивная среда.
Сплав стали, железа и никеля – один из наиболее прочных сплавов. Существует несколько его разновидностей, но в целом легирование углеродистой стали никелем увеличивает предел текучести до 1420 МПа и при этом показатель предела прочности на разрыв доходит до 1460 МПа.
Сферы применения: сплавы на никелевой основе используют в конструкциях некоторых типов мощных атомных реакторов в качестве защитных высокотемпературных оболочек для предохранения от коррозии урановых стержней.
Нержавеющая сталь – коррозионностойкий сплав стали, хрома и марганца с пределом текучести до 1560 МПа и пределом прочности на разрыв до 1600 МПа. Как и все виды стали, этот сплав обладает высокой ударопрочностью и имеет средний балл по шкале Мооса.
Сферы применения: благодаря своим антикоррозийным свойствам нержавеющую сталь широко применяют в самых разных областях – нефтехимической промышленности, машиностроении, строительстве, электроэнергетике, кораблестроении, пищевой промышленности и для изготовления бытовых приборов.
Особо твердые сплавы
Сплавы на основе карбидов вольфрама, титана, тантала обладают твердостью, которой позавидует любой молот Тора.
Титан – это наиболее растиражированный в средствах массовой информации и кинематографе природный металл, который принято ассоциировать с суперпрочностью. Его удельная прочность почти вдвое выше, чем аналогичная характеристика легированных сталей. Он обладает самым высоким отношением прочности на разрыв к плотности из всех металлов. По этому показателю он обошел вольфрам, вот только по шкале твердости Мооса титан ему уступает. Тем не менее, титановые сплавы прочны и легки.
Сферы применения: титан и его сплавы часто используются в аэрокосмической промышленности.
Из него делают элементы обшивки космических кораблей, топливные баки, детали реактивных двигателей. Активно используют его и в морском судостроении, строительстве трубопроводов для агрессивных сред и в качестве конструкционного материала.
Вольфрам с его самой высокой прочностью на растяжение среди всех встречающихся в природе металлов часто комбинируют со сталью и другими металлами для создания еще более прочных сплавов. К недостаткам вольфрама можно отнести его хрупкость и способность к разрушению при ударе.
Сферы применения: вольфрам применяют в металлургии для производства легированных сталей и различных сплавов, в электротехнической индустрии для изготовления элементов осветительных приборов, в машино- и авиастроении, в космической отрасли и химпроме. Сплав вольфрама и углерода (карбид вольфрама) используют для производства инструментов с режущими краями, таких как ножи и дисковые пилы, а также износостойких рабочих элементов горношахтного оборудования и прокатных валков.
Тантал обладает сразу тремя достоинствами – прочностью, плотностью и устойчивостью к коррозии. Он состоит в группе тугоплавких металлов, как и выше описанный вольфрам.
Сферы применения: тантал используется в производстве электроники и сверхмощных конденсаторов для персональных компьютеров, смартфонов, камер и для электронных устройств в автомобилях.
Инновационные сплавы
Существует ряд сплавов, которые появились совсем недавно, но уже успели завоевать признание благодаря своим «сверхкачествам» и активно используются в аэрокосмической сфере и медицине.
Алюминид титана – сплав титана и алюминия, который выдерживает высокие температуры и обладает антикоррозийными свойствами, но при этом он довольно хрупкий и недостаточно пластичный. Тем не менее, он нашел свое применение в производстве специальных защитных покрытий.
Сплав титана с золотом – еще один уникальный материал, который был разработан несколько лет назад группой ученых из университетов США.
Основная задача, которая стояла перед учеными, создать материал крепче титана, который можно было бы применять в медицине для производства протезов, совместимых с биотканью. Дело в том, что титановые протезы, несмотря на свою прочность, изнашиваются относительно быстро, их приходится менять каждые 10 лет. А вот сплав титана с золотом оказался вчетверо более прочным, чем те сплавы, что сейчас используются в производстве протезов.
Самый крепкий минерал в мире
Главная » Статьи » Самый крепкий минерал в мире
Какой самый крепкий материал на земле — список прочнейших вещей мира
Знаете ли вы, какой материал на нашей планете считается самым крепким? Со школы нам всем известно, что алмаз — крепчайший минерал, но он далеко не самый крепкий. Твёрдость — не главное свойство, которым характеризуется материя. Одни свойства могут мешать появлению царапин, другие — способствовать эластичности. Хотите знать больше? Перед вами рейтинг материалов, которые будет очень сложно разрушить.
Алмаз
Бриллиант во всей своей красе
Классический пример прочности, засевший в учебниках и головах. Его твёрдость означает устойчивость к царапинам. В шкале Мооса (качественная шкала, которая измеряет сопротивление различных минералов) алмаз показывает результат в 10 (шкала идёт от 1 до 10, где 10 — самое твёрдое вещество). Алмаз настолько твёрдый, что другие алмазы должны быть использованы для его резки.
Шёлк паука Дарвина
Паутина, способная остановить аэробус
Этот материал часто упоминается как самое сложное биологическое вещество в мире (хотя это утверждение сейчас оспаривается изобретателями), сеть паука Дарвина сильнее, чем сталь и обладает большим запасом жёсткости, чем кевлар. Её вес не менее замечателен: нить, достаточно длинная, чтобы окружить Землю, весит всего 0,5 кг.
Аэрографит
Аэрографит в обычной посылке
Эта синтетическая пена является одним из самых лёгких строительных материалов в мире.
Аэрографит примерно в 75 раз легче пенополистирола (но намного сильнее!). Этот материал может быть спрессован в 30 раз от его первоначального размера без ущерба для его структуры. Ещё один интересный момент: аэрографит может выдержать массу в 40 000 раз больше собственного веса.
Палладиевое микролегированное стекло
Стекло во время краш-теста
Это вещество разработано учёными в Калифорнии. Микролегированное стекло имеет почти совершенное сочетание жёсткости и прочности. Причиной этого является то, что его химическая структура снижает хрупкость стекла, но сохраняет жёсткость палладия.
Карбид вольфрама
Вольфрамовое сверло
Карбид вольфрама невероятно твёрдый и имеет качественно высокую жёсткость, но он довольно хрупкий, его легко можно согнуть.
Карбид кремния
Карбид кремния в виде кристаллов
Этот материал используется в создании брони для боевых танков.
Фактически он используется почти во всём, что может защищать от пуль. Он имеет рейтинг твёрдости Мооса 9, а также имеет низкий уровень теплового расширения.
Кубический нитрид бора
Молекулярная структура нитрида бора
Примерно такой же сильный, как алмаз, кубический нитрид бора имеет одно важное преимущество: он нерастворим в никеле и железе при высоких температурах. По этой причине его можно использовать для обработки этих элементов (алмазные формы нитридов с железом и никелем при высоких температурах).
Dyneema
Кабель из Dyneema
Считается самым сильным волокном в мире. Возможно, вас удивит факт: «дайнима» легче воды, но она может остановить пули!
Титановые сплавы
Трубка сплава
Титановые сплавы чрезвычайно гибкие и имеют очень высокую прочность на растяжение, но не имеют такой жёсткости, как стальные сплавы.
Аморфные сплавы
Аморфные металлы легко меняют форму
Liquidmetal разработан в компании Caltech.
Несмотря на название, этот металл не является жидким и при комнатной температуре имеют высокий уровень прочности и износотойкости. При нагревании аморфные сплавы могут менять форму.
Наноцеллюлоза
Будущая бумага может быть тверже алмазов
Это новейшее изобретение создаётся из древесной массы, при этом обладая большей степенью прочности, чем сталь! И гораздо дешевле. Многие учёные считают наноцеллюлозу дешёвой альтернативой палладиевому стеклу и углеродному волокну.
Зубы моллюсков
Раковина блюдца
Ранее мы упоминали, что пауки Дарвина плетут нить одного из самых прочных органических материалов на Земле. Тем не менее зубы морского блюдечка оказались ещё сильнее, чем паутины. Зубы лимпетов чрезвычайно жёсткие. Причина этих удивительных характеристик в назначении: сбор водорослей с поверхности горных пород и кораллов. Учёные считают, что в будущем мы могли бы скопировать волокнистую структуру зубов лимпета и использовать её в автомобильной промышленности, кораблях и даже авиационной индустрии.
Мартенситностареющие стали
Ступень ракеты, в которой многие узлы содержат мартенситностареющие стали
Это вещество сочетает в себе высокий уровень прочности и жёсткости без потери эластичности. Стальные сплавы этого типа находят применение в аэрокосмических и промышленно-производственных технологиях.
Осмий
Кристалл осмия
Осмий чрезвычайно плотен. Его используют при изготовлении вещей, требующих высокого уровня прочности и твёрдости (электрические контакты, ручки для наконечников и т.д.).
Кевлар
Кевларовая каска остановила пулю
Используемый во всём, от барабанов до пуленепробиваемых жилетов, кевлар является синонимом твёрдости. Кевлар — это тип пластика, который обладает чрезвычайно высокой прочностью на растяжение. Фактически она примерно в 8 раз больше, чем у стальной проволоки! Он также может выдерживать температуры около 450 ℃.
Spectra
Трубы из материала Spectra
Высокоэффективный полиэтилен является действительно прочным пластиком.
Эта лёгкая, прочная нить может выдерживать невероятное натяжение и в десять раз прочнее стали. Подобно кевлару, Spectra также используется для баллистических устойчивых жилетов, шлемов и бронетехники.
Графен
Гибкий экран из графена
Лист графена (аллотроп углерода) толщиной в один атом в 200 раз сильнее, чем сталь. Хотя графен похож на целлофан, он действительно поражает. Понадобится школьный автобус, балансирующий на карандаше, чтобы проткнуть стандартный лист А1 из этого материала!
Buckypaper
Новая технология, способная перевернуть наше представление о прочности
Эта нанотехнология изготовлена из углеродных труб, которые в 50 000 раз тоньше человеческих волос. Это объясняет, почему он в 10 раз легче, чем сталь, но в 500 раз сильнее.
Металлическая микрорешётка
в сателлитах регулярно применяются сплавы из микрорешётки
Самый лёгкий в мире металл, металлическая микрорешётка также является одним из самых лёгких конструкционных материалов на Земле.
Некоторые учёные утверждают, что он в 100 раз легче пенополистирола! Пористый, но чрезвычайно сильный материал, он используется во многих областях техники. Boeing упомянул об использовании его при изготовлении самолётов, в основном в полах, сидениях и стенах.
Углеродные нанотрубки
Модель нанотрубок
Углеродные нанотрубки (УНТ) можно описать как «бесшовные цилиндрические полые волокна», которые состоят из одного скатанного молекулярного листа чистого графита. В результате получается очень лёгкий материал. В наномасштабе углеродные нанотрубки имеют прочность в 200 раз больше, чем у стали.
Аэрографен
Фантастический аэрографен сложно даже описать!
Также известен как графеновый аэрогель. Представьте себе прочность графена в сочетании с невообразимой лёгкостью. Аэрогель в 7 раз легче воздуха! Этот невероятный материал может полностью восстановиться после сжатия в более чем 90% и может поглощать до 900 раз больше собственного веса в масле.
Есть надежда, что этот материал можно будет использовать для ликвидации разливов нефти.
Неназванное вещество, находящееся в разработке в Массачусетском технологическом институте
Главный корпус политеха штата Массачусетс
На момент написания этой статьи учёные из Массачусетского технологического института полагали, что они обнаружили секрет максимизации 2-мерной прочности графена в 3-х измерениях. Их пока ещё неназванное вещество может иметь примерно 5% плотности стали, но в 10 раз больше прочности.
Карбин
Молекулярная структура карбина
Несмотря на то что он является единой цепочкой атомов, карбин имеет удвоенную прочность на растяжение от графена и в три раза большую жёсткость, чем алмаз.
Вюрцит нитрид бора
место рождения нитрида бора
Это природное вещество производится в жерле действующих вулканов и на 18% прочнее, чем алмаз. Это одно из двух веществ, встречающихся в природе, которые, как было установлено, в настоящее время превосходят алмазы по твёрдости.
Проблема в том, что там не так много этого вещества, и сейчас трудно сказать наверняка, является ли это утверждение на 100% верным.
Лонсдейлит
Метеориты — главные источники лонсдейлита
Также известный как гексагональный алмаз, это вещество состоит из атомов углерода, но они просто расположены по-другому. Наряду с вюрцитом нитридом бора это одно из двух природных веществ тверже алмаза. На самом деле Лондсдейлит 58% тверже! Однако, как и в случае с предыдущим веществом, он находится в относительно малых объёмах. Иногда он возникает, когда графитовые метеориты, сталкиваются с планетой Землёй.
Будущее не за горами, поэтому к концу XXI века можно ожидать появление сверхпрочных и сверхлёгких материалов, которые придут на смену кевлару и алмазам. А пока остаётся только удивляться развитию современных технологий.
- Автор: Никита Линник
- Распечатать
www.publy.ru
Химики доказали, что алмаз не самый твёрдый минерал на планете
Химики доказали, что алмаз не самый твёрдый минерал на планете.
Известный постулат о том, что алмаз – самый твердый материал, утрачивает свою значимость: китайские химики теперь приписывают это свойство редкому минералу, на 58% превосходящему алмаз по твердости.
Ученые из Шанхайского Университета Цзяо Тун (Shanghai Jiao Tong University) промоделировали экстремальное воздействие давления зондирующим индентером на кристаллы двух редких веществ, претендующих на статус самых твердых материалов.
Вюрцит нитрида бора и Лонсдейлит – самые твёрдые минералы
Нитрид бора (BN) с кристаллической решеткой типа вюрцит (w-BN) напоминает структуру алмаза, а если эта гексагональная решетка построена из атомов углерода, то она называется лонсдейлит.
Лонсдейлит является известной аллотропной модификацией углерода – «черный алмаз».
В природе вюрцит нитрида бора и лонсдейлит встречаются крайне редко; и хотя эти вещества можно получить в лабораторных условиях, еще никто не тестировал их высочайшую прочность.
Предположения, основанные на результатах проведенного китайскими учеными моделирования, позволяют говорить о том, что вюрцит нитрида бора и лонсдейлит прочнее алмаза на 18% и 58% соответственно.
Соответственно – алмаз не самый твёрдый минерал на планете.
Если это подтвердится в эксперименте, то в мире появятся два новых самых твердых вещества.
Конечно, провести такой эксперимент – непростая задача. Для тестирования необходимо иметь достаточное количество этих очень редких минералов.
Лонсдейлит в природе
Лонсдейлит встречается в породе, образованной графит содержащими кометами, упавшими на Землю. Вюрцит нитрида бора образуется во время вулканических процессов при очень больших давлениях и температурах.
Твердость минерала в лабильности. Вюрцит нитрида бора
Из двух описанных минералов вюрцит нитрида бора может оказаться более полезным в практическом смысле, поскольку он более инертен к воздействию кислорода при повышенных температурах, чем алмаз.
Из такого материала можно изготавливать превосходные наконечники для обработки поверхности или сверления, способные работать при высоких температурах, а также устойчивые к коррозии пленки, например, для обшивки летательных аппаратов.
Интересное и, в некотором смысле, парадоксальное свойство вюрцита нитрида бора определяет его феноменальную твердость: это подвижность связей между его атомами.
Когда материал подвергается нагрузке, часть связей переориентируется под углом 90° и таким образом возникающее напряжение частично сглаживается.
Структура алмаза тоже способна претерпевать подобные изменения, но, в отличие от вюрцита нитрида бора, который при этом становится заметно (примерно на 80%) прочнее, алмаз этим свойством не обладает.
Проблема монокристаллов
В Гейдельбергском Университете (University of Heidelberg, Германия) также проводятся исследования в этой области.
Наталья Дубровинская, руководитель работ, объясняет, что «очень важно выяснить детали механизма, который улучшает технологические характеристики материала и, тем более, такую сложную характеристику, как твердость».
Поняв принцип изменения твердости материалов, можно в дальнейшем ставить задачу о получении материалов с заданными свойствами.
Однако для четкого построения и проверки теоретических концепций необходимо располагать монокристаллическими образцами материала; на сегодняшний день еще не разработаны методы выделения или искусственного получения таких кристаллов из какой-либо субстанции.
svit24.net
Самое твёрдое вещество в мире: избавляемся от ложных истин
Назвать самое твёрдое вещество в мире не так просто, как может показаться поначалу. Дело в том, что твёрдость материалов может меняться в зависимости от некоторых внешних факторов. В частности, она, как ни странно, может оказаться разной, когда изменяется прилагаемая к веществу нагрузка.
Многие годы эталоном твёрдости считался алмаз. Впрочем, почему считался? В мире материалов его твёрдость до сих пор остаётся эталоном. Всё, что уступает алмазу в твёрдости, но приближается к нему по этому показателю, называют сверхтвёрдым. А вещества, которые твёрже алмаза, несут гордое наименование «ультра прочных».
И здесь многие читатели могут засомневаться.
Ведь ещё не так давно даже в школах учили, что твёрже алмаза в природе ничего нет, и эту истину запомнили многие. Но все истины относительны, как говорят философы. Информация о «самом твёрдом алмазе» в наше время также претерпела изменения.
Так что же твёрже алмаза?
Начнём с того, что алмазы также бывают разными по твёрдости. Твёрдость материалов измеряется гигапаскалями (ГПа). Так вот, у разных алмазов этот показатель может варьировать от 70 до 150 ГПа. Согласитесь, разброс весьма существенный! Верхний предел прочности принадлежит так называемым чёрным алмазам, «карбонадо». В природном виде они обнаружены в крайне малых количествах, в Бразилии и Южной Африке.
Если «обычный» алмаз состоит из одного кристалла, то карбонадо — из огромного количества кристаллов углерода, между которыми остаются пустоты. Установлено, что эти алмазы образуются не при высоких давлениях, а при обычных, и находят их только на поверхности Земли. Распространена теория, что карбонадо занесены на нашу планету астероидом, возникшим в результате взрыва сверхновой звезды.
Итак, карбонадо — существенно твёрже «обычного» алмаза, но это всё же алмаз. А есть вещества, которые вовсе не являются алмазами, но твёрже их, и даже твёрже, чем карбонадо. Вот они:
- фуллерит;
- лонсдейлит;
- вюртцидный нитрид бора.
Фуллерит
Это полностью искусственный материал, не встречающийся в природе. Его твёрдость оценена в 310 ГПа. «Карандашик» из этого материала с лёгкостью поцарапает алмазную пластинку. Фуллериты состоят из молекул фуллерена, синтезированного в 1985 году. За это открытие его авторы получили, между прочим, Нобелевскую премию по химии!
Интересно, что долгое время фуллерит был невероятно дорогим и редким веществом, потому что для его синтеза нужны чудовищно высокие давления. Но несколько лет назад российские физики в сотрудничестве с французскими сумели обойти это препятствие. Сейчас вещество уже можно создавать в относительно простых условиях.
Лонсдейлит
Это вещество называют «гексагональным алмазом», потому что оно состоит из графита, только изменённого.
В природе очень редко встречается в метеоритных кратерах, но там его твёрдость даже уступает твёрдости карбонадо. Всё дело в примесях, которые обязательно присутствуют в естественных образцах лонсдейлита.
Чтобы это вещество избавилось от примесей, и получило свою максимальную твёрдость, его нужно создавать в лабораториях, в присутствии огромного давления. Твёрдость «чистого» лонсдейлита оценивают в 170 — 220 ГПа.
Вюртцидный нитрид бора
Не все учёные считают, что он твёрже алмаза. Иными словами, его третье место пока оспаривается. Дело в том, что в обычном состоянии нитрид бора хоть и очень твёрдый, но всё же относится не к ультра прочным, а к сверхтвёрдым веществам.
Всё меняется, когда на его структуру начинают оказывать давление. Атомарные связи этого вещества устроены так, что при повышении давления они «производят перегруппировку», и вот тогда-то нитрид бора становится твёрже алмаза!
Таким образом, определяя самое твёрдое вещество в мире, мы познакомились с интересными веществами, а заодно избавились от привычного мифа о «самом твёрдом алмазе».
Читайте также:
Где добывают алмазы в России: месторождения и технологии
Смертельная доза воды для человека — существует ли она
vseonauke.com
Самый мягкий минерал: шкала твердости и какой самый упругий в мире
Самый мягкий минерал, первый в шкале Мооса, белый тальк – весьма распространенная порода. Хорошо известен на бытовом уровне в виде детской присыпки. Название с древнеарабского переводится как белый или чистый.
Шкала твердости минералов (шкала Мооса) – это набор из десяти элементов для определения относительной твердости минералов. Она определяется царапанием. Эталонными считаются десять минералов, по возрастанию твердости.
Кроме них, таблица содержит сведения о других веществах с аналогичными свойствами. Название шкалы связано с именем немецкого минералога Фридриха Мооса, который предложил ее в 1811 году.
Тальк занимает верхнюю строчку шкалы с показателем 1 (бывает до двух).
То есть это, вместе с графитом, самый мягкий минерал. Его можно поцарапать даже ногтем. Но сам он поцарапать ничего не способен. Далее располагаются более твердые минералы: гипс, кальцит, флюорит. Под последним, десятым номером, идет алмаз – самый твердый камень.
Добыча и применение
Тальк не относится к редким, поскольку залегает на Земле на всех континентах.
В России его добывают на среднем и южном Урале, западе Прибайкалья, в Восточной Сибири. Он есть в Африке, Америке, Узбекистане, Казахстане. Но не везде разрабатывается. Много веков его поставляют на рынок Египет, Китай, Юго-Восточная Азия. Минерал поделочного качества добывают несколько европейских стран. Половину всего объема дают Япония, США и Китай. Россия по этому показателю на десятом месте в мире.
Твердость минералов из разных месторождений, хоть и незначительно, отличается. Основные виды следующие:
- агалит – по упорядоченной или хаотичной волокнистой структуре напоминает асбест;
- благородный – белый или полупрозрачный, самый твердый минерал из всех видов талька, востребован как поделочный;
- виллемсеит – голубой или зеленый цвета дает никель, вытесняющий магний;
- миннесотаит – коричневатой окраски, которая получается из-за вытеснения магния железом;
- стеатит – плотные, массивные кристаллы (другое название – жировик).
Достоинства талька полностью оценили в светской сфере: минерал, занимающий первую строчку по твердости камней шкалы Мооса, используют в быту, промышленности, косметологии:
- Тальком пересыпают изделия из резины, каучука, пластмассы, чтобы они не слипались при хранении, а также в медицине.
Тальк полностью усваивается, содержит важнейшие для организма кальций и магний, поэтому порошок из него используют в БАДах и таблетках.
Зарегистрирован как пищевая добавка E553b.
- Дезодоранты, пудра, кремы, бальзамы, мыло, другая косметика, парфюмерия, зубная паста содержат все тот же тальк-порошок.
- Для продуктов питания – как наполнитель и добавка, обсыпка для конфет, чтобы не слипались.
- Талькированная бумага, хорошо сохраняющая чернила, востребована для особо важных государственных документов.
- В промышленности это наполнитель лакокрасочных смесей, присадка для моторных масел, твердые смазки в машиностроении.
Ювелиров он не интересует, зато у камнерезов в почете.
Обрабатывается этот не очень твердый минерал без особых инструментов.
С помощью обычного ножа можно изготовить великолепные шкатулки, вазы, поделки. Мастера создают даже иконы, вырезают целые панно из пластов талька.
Физические и магические свойства талька
Чистый тальк – довольно твердый минерал, силикат магния. Когда его в структуре замещают алюминий, железо, кальций, никель, марганец или хром, тогда получаются цветные разновидности талька – серый, белый, светло-зеленый.
Можно выделить такие физические особенности талька:
- Обладает жирным блеском, «скользит» при попадании на него жидкости, за что был назван «мыльным камнем».
- В воде не растворяется совсем, в кислотах очень плохо.
- Мягкий по структуре, но при нагреве твердеет.
- Плохо проводит электричество.
- Непрозрачен, на срезах переливается перламутром.
- Прозрачность может проявиться лишь на тонких слоях.
- Номер первый из шкалы Мооса.
Традиционная и народная медицина успешно применяют его как наружное средство, но не как твердый камень, а в виде порошка. Присыпка имеет противовоспалительные свойства. Ее используют для обработки опрелостей и натертостей, начиная с младенческого возраста. Особо показана такая присыпка при проблемах с ногами: неприятном запахе, мозолях, натоптышах. Из талька в сочетании с отварами трав получается эффективное мыло-антисептик и другие средства по лечению кожи. Твердый минерал используют при прогревании.
Минерал имеет исключительно позитивную ауру, поэтому колдунам и магам неинтересен. Но и как материал для оберегов или талисманов, при проведении ритуалов белой магии этот не очень твердый камень тоже почему-то не используют.
Однако все компенсирует единственное признаваемое эзотериками свойство – возвращать утраченную молодость. Тальк активно используют как основу для кремов, мазей, в разных снадобьях. Его позитив все-таки признается, и для улучшения энергетики помещения этот относительно твердый минерал рекомендуется для декорирования стен или других поверхностей и предметов.
Изучение талька астрологами ни к чему не привело: они не знают, что с ним делать, с какой стихией или знаками связывать. Но общая позитивная энергетика, надо полагать, не повредит ни одному знаку Зодиака. Волшебные кремы или мази одинаково полезны всем. А если приглянулась какая-нибудь шкатулка, статуэтка или другая милая вещица из твердого талька, можно смело ее покупать.
gems-and-jewels.ru
Какие самые прочные материалы на земле?
Вы здесь: Главная / Новости Особенности / Какие самые прочные материалы на земле?
Джонатан
Спросите большинство людей, какой самый прочный материал известен человеку, и мы на 99% уверены, что они скажут вам, что это алмаз. Что ж, они ошибаются — они всего лишь седьмые по сложности.
Чрезвычайно прочные материалы в настоящее время разрабатываются на переднем крае научных разработок человечества благодаря их способности раздвигать границы строительства, производства, промышленности и самой науки. Это потому, что прочные материалы обычно обладают другими интересными свойствами — давайте выясним, что это такое, а также какие материалы самые прочные.
5 – Нанотрубки из нитрида бора
Подобно углеродным нанотрубкам, представленным выше в этом списке, нанотрубки из нитрида бора представляют собой листы из одного атома бора, свернутые в трубки. В отличие от других типов нанотрубок, они особенно клейкие, но при этом очень прочные – на 20 выше, чем у эпоксидной смолы, и на 30% выше, чем у полиметилметакрилата, двух самых прочных и липких материалов
4 – Полиэтилен сверхвысокой молекулярной массы волокно
Полиэтилен встречается в доме во многих пластиковых изделиях, но этот материал также используется для изготовления самых прочных материалов, известных человеку.
При скручивании в невероятно длинные цепочки полиэтилен образует термопластичный полимер, невероятно прочный (самый высокий среди всех пластиков), но при этом сверхлегкий. Несмотря на то, что он легче, чем H3O, он может остановить пулю!
3 – Стекло из микросплава палладия
Прочное, как стекло, но прочное, как металл, стекло из микросплава палладия является третьим по прочности материалом, известным человеку. Если бы вы проверили его прочность с помощью гидравлического пресса, вы бы обнаружили, что материал не трескается, как стекло, а деформируется, как металл. Это связано с тем, что палладий в структуре стекла позволяет стеклу образовывать полосы сдвига, которые помогают ему деформироваться — действительно странное и интересное свойство
2 – Углеродные нанотрубки
Если взять немного графена, свернуть его и соединить два края листа вместе, получится углеродная нанотрубка. Эти одномерные материалы чрезвычайно стабильны, хорошо проводят электричество и могут защитить все, что они покрывают, от электромагнитного излучения, но их сила действительно впечатляет.
Они в сотни раз прочнее обычной стали, что делает их одним из самых прочных материалов на земле.
1 – Графен
Самый прочный материал, известный человеку, графен представляет собой единую гексагональную решетку графита (углерода) толщиной в один атом. Он невероятно тонкий, но, несмотря на его почти прозрачную толщину, он также является самым прочным, его предел прочности при растяжении составляет 130 000 000 000 Па (по сравнению с 400 000 000 для конструкционной стали A36). Наряду с этим, графен также является лучшим проводником тепла и электричества, известным человеку, — это действительно особое вещество с бесчисленными приложениями в будущем, которые только и ждут разработки.
Какой твой любимый материал? Поделитесь им и его удивительными свойствами в разделе комментариев.
Filed Under: News Features
О Джонатане
Джонатан — непревзойденный англофил, запустивший Anglotopia.net в 2007 году, чтобы направить свою страсть к Британии.
Londontopia — родственное издание, посвященное всему Лондону.
Разгадка тайны самого прочного природного материала
Перламутр, отливающий всеми цветами радуги материал, покрывающий внутренности раковин мидий и других моллюсков, известен как самый прочный материал на Земле. Теперь группа исследователей во главе с Мичиганским университетом точно раскрыла, как это работает, в режиме реального времени.
Перламутр, более известный как перламутр, сочетает в себе твердость и упругость, озадачивая ученых уже более 80 лет. Если бы люди могли имитировать его, это могло бы привести к созданию нового поколения сверхпрочных синтетических материалов для конструкций, хирургических имплантатов и бесчисленного множества других применений.
«То, как моллюски могут производить такой прочный материал в естественной среде океана, сбивает с толку поколения ученых», — сказал Роберт Ховден, доцент кафедры материаловедения и инженерии в UM и автор статьи. «Мы, люди, можем создавать более прочные материалы, используя неестественные условия, например, экстремальную температуру и давление. Но мы не можем воспроизвести наноинженерию, которой достигли моллюски. Объединение двух подходов может привести к созданию впечатляющих материалов нового поколения, и эта статья — шаг в этом направлении».
Используя электронную микроскопию и методы микроиндентирования в Мичиганском центре характеристики материалов Университета Мексики, ученые-материаловеды обнаружили наноразмерную архитектуру органических и неорганических материалов, которая сочетает в себе лучшие свойства слоев и твердых тел, твердость и упругость, в почти неразрушимом суперматериал. Статья с подробным описанием новых открытий была опубликована 23 октября в Nature Communications.
Исследователи знали основы перламутра на протяжении десятилетий — он состоит из микроскопических «кирпичиков» минерала под названием арагонит, соединенных вместе с «раствором» из органического материала. Эта конструкция из кирпичей и раствора явно придает прочность, но перламутр гораздо более устойчив, чем предполагают его материалы. Команда Ховдена, в которую входили аспирант-исследователь по материаловедению Университета штата Массачусетс Джисок Гим, а также геохимики из австралийского Университета Маккуори и других стран, работали вместе, чтобы разгадать тайну.
Используя крошечные пьезоэлектрические микроинденторы, они смогли воздействовать на оболочки, пока они находились под электронным микроскопом, и наблюдать за происходящим в режиме реального времени. Они обнаружили структуру, которая восстанавливается после удара с большей ловкостью, чем кто-либо мог себе представить.
Они обнаружили, что «кирпичи» на самом деле представляют собой многогранные таблетки размером всего несколько сотен нанометров.
Обычно эти таблетки остаются отдельными, уложенными слоями и покрытыми тонким слоем органического «строительного раствора». Но когда к оболочкам прикладывается напряжение, «ступка» расплющивается, и таблетки сцепляются друг с другом, образуя, по сути, твердую поверхность. Когда сила снимается, конструкция пружинит, не теряя прочности и упругости.
Эта устойчивость отличает перламутр даже от самых передовых материалов, созданных человеком. Пластмассы, например, могут отскакивать от удара, но каждый раз теряют часть своей прочности. Перламутр не потерял своей устойчивости при повторяющихся ударах до 80% предела текучести.
Образец ушной раковины благородной. Фото: Hovden Lab/University of Michigan
Более того, если трещина действительно образовалась, перламутр ограничивает трещину одним слоем, а не позволяет ей распространяться, сохраняя структуру раковины неповрежденной и позволяя моллюску прожить еще один день.
«Невероятно, что моллюск, который не является самым разумным существом, изготавливает такие сложные структуры в стольких масштабах», — сказал Ховден.
«Он изготавливает отдельные молекулы карбоната кальция, упорядочивая их в нанослойные листы, которые склеиваются вместе с органическим материалом, вплоть до структуры оболочки, которая объединяет перламутр с несколькими другими материалами».
Ховден считает, что люди могут использовать методы мидий для создания нанотехнологических композитных поверхностей, которые могут быть значительно легче и прочнее, чем те, которые доступны сегодня.
«Природа дает нам эти высоко оптимизированные структуры, за которыми стоят миллионы лет эволюции, — сказал он. Мы никогда не смогли бы запустить достаточное количество компьютерных симуляций, чтобы придумать их — они просто существуют для нас, чтобы обнаружить».
Статья называется «Механика деформации в наномасштабе выявила упругость перламутра раковины ушной раковины благородной». Другие исследователи, участвующие в проекте, включают Ноа Шнитцер, Ючи Куи и Амит Мишра из UM, Лору М. Оттер и Доррит Э. Джейкоб из Университета Маккуори, Себастьяна Мотрея и Фредерика Марина из Бургундского университета Франш-Конте и Стефана Э.