Самые интересные сплавы металлов

Самые необычные металлы

На протяжении веков в жизни человека постоянно встречались вещи которые его удивляли, выходили за рамки привычного представления об окружающем его мире. Когда-то нашим предкам настоящим волшебством представлялись такие вещи как порох, магниты, электричество, самодвижущиеся механизмы. Однако и в наш просвещённый век есть немало вещей, которые были не так давно открыты либо созданы наукой, похожих на результат настоящего колдовства. Такими необычными качествами обладает и множество активно применяемых сегодня металлов и сплавов.

Галлий — металл, который плавится в руках

Существование жидких металлов и способность металлов принимать жидкое состояние при высокой температуре — это общеизвестные факты. Но довольно необычным явлением является твёрдый металл, который тает в руках как мороженое. Это — галлий. Он плавится уже при комнатной температуре и для обычного практического применения непригоден. Он полностью растворится прямо у вас на глазах, если поместить любое изделие из галлия в стакан с горячей водой. Так же этот металл способен сделать алюминий очень хрупким. Для этого достаточно поместить небольшую каплю галлия на алюминиевую поверхность.

Нитинол — металл, обладающий памятью

Нитинол является сплавом никеля и титана. Он обладает необычной способностью «запоминать» свою изначальную форму и восстанавливать ее после деформации. Для этого необходимо всего лишь немного тепла. Будет достаточно нескольких капель тёплой воды, чтобы этот сплав пришел в исходное состояние даже после очень сильного искажения первоначальной формы. В настоящее время разрабатываются способы практического применения данного материала в технике, и уже довольно успешно его используют в медицине, в частности, для лечения пациентов с заболеваниями и травмами опорно-двигательного аппарата.

Ртуть — жидкий металл

Ртуть – один из самых интересных и необычных металлов. После открытия ртуть получила название «argentum vivum», что в переводе звучит как «живое серебро». Это название связанно с ее характеристиками: она представляет собой жидкость, которая растекается быстрее воды, но при этом она довольно тяжелая. Так например ведро наполненное ртутью будет весить приблизительно 130кг!

Этот металл довольно редок, и чаще всего его находят в горных породах, которые образовались при извержении. Ртуть можно добыть из руды при ее нагреве.

Этим металл известен уже не одну тысячу лет. Изначально её получали из киновари. Именно из-за лёгкости перехода ртути в киноварь и обратно ей отводилось роль основного элемента при создании «философского камня», который занимал умы различных алхимиков на протяжении многих поколений. Считалось, что если получиться очистить ртуть и сделать ее твёрдой, то из этого материала получится золото.

Помимо алхимиков, ртуть представляла немалый интерес для различных магов, которые активно использовали её в своих магических ритуалах. В те времена очень ценилась киноварь – красная ртуть. Её применяли как средство для изгнания духов либо для разрушения астральных структур путем распыления в воздухе. Считалось, что потусторонние сущности, боясь получить повреждения, покидали опасные для них такие «ртутные» области. Так же было замечено, что приборы начинают сбоить в местах обработанных подобным образом, а людей обретают обострение эмоционального восприятия.

Так же и медики в старину считали ртуть лучшим лекарством против целого ряда болезней. К тому времени, как стало известно о том, что она ядовита, ртуть уже вовсю применялась для изготовления лечебных снадобий и в качестве косметических средств.

Известный путешественник Марко Поло, описывая жизнь йогов упоминал о необычном напитке, который готовили из ртути и серы. По словам этих йогов, они пьют этот напиток с детства и тем самым значительно продлевают свою жизнь. Утверждалось, что возраст некоторых из них доходил до 200 лет! Другой путешественник, Франсуа Бернье, изучавший образ жизни индийских аскетов и йогов, писал об их владении секретом приготовления особого снадобья из ртути, две капли которого принятые утром позволяли человеку весь день чувствовать себя в отличной физической форме.

Интересные моменты, связанные с ртутью, можно встретить и в индийском эпосе. Там идет речь о виманах – особых летательных аппаратах, которыми пользовались боги, принцы или демоны. Согласно переводу, топливом для этих аппаратов служила смесь из мёда, рисового настоя, «сома» (напиток напоминающий пиво) и ртути.

Современные технологии не допускают использования ртути в качестве топлива для двигателей, но не исключается вероятность того, что в древних текстах речь шла о подобии ядерного топлива, где ртуть выполняла ту роль, которую в современных атомных двигателях выполняет вода, а виманами называли аппараты для полетов в космос.

Калифорний-252 — самый дорогой металл

Калифорний был искусственно получен в 1950 в Калифорнийском университете в Беркли. Его извлекают из продуктов длительного облучения плутония нейтронами в ядерном реакторе. Ввиду крайне сложного способа получения в настоящее время Калифорний-252 является самым дорогим металлом. Его цена достигает 10 000 000 долларов за один грамм. Однако, запас калифорния всего несколько грамм на всей нашей планете, так как производится он всего на двух реакторах – в США и России по 20-40 микрограмм в год. Но он обладает очень впечатляющими свойствами. Более миллионов нейтронов в секунду дает мкг калифорния. А к примеру один его грамм в период распада выделяет столько же энергии, сколько 200 килограмм радия. В настоящее время данный металл используют в медицине как точечный источник нейтронов при локальной обработке злокачественных опухолей, а так же как мощный источник нейтронов в нейтронно-активационном анализе и в экспериментах по изучению спонтанного деления ядер.

Самые прочные металлы в мире: топ-10

Можете ли вы представить, что произошло, если бы наши предки не обнаружили важные металлы, такие как серебро, золото, медь и железо? Наверное, мы бы до сих пор жили в хижинах, используя камень в качестве основного инструмента. Именно крепость металла сыграла важную роль в формировании нашего прошлого и теперь работают как основа, на которой мы строим будущее.

Некоторые из них очень мягкие и буквально тают в руках, как самый активный металл в мире. Другие — настолько твердые, что их невозможно согнуть, поцарапать или сломать без применения спецсредств.

А если вам интересно, какие металлы самые твердые и прочные в мире, мы ответим на этот вопрос, учитывая различные оценки относительной твердости материалов (шкала Мооса, метод Бринелля), а также такие параметры как:

• Модуль Юнга: учитывает эластичность элемента при растяжении, то есть способность объекта к сопротивлению при упругой деформации.
• Предел текучести: определяет максимальный предел прочности материала, после которого он начинает проявлять пластичное поведение.
• Предел прочности при растяжении: предельное механическое напряжение, после которого материал начинает разрушаться.

У этого металла сразу три достоинства: он прочный, плотный и очень устойчив к коррозии. Кроме того, этот элемент относится к группе тугоплавких металлов, таких как вольфрам. Чтобы расплавить тантал вам придется развести огонь температурой 3 017 °C.

Тантал в основном используется в секторе электроники для производства долговечных, сверхмощных конденсаторов для телефонов, домашних компьютеров, камер и даже для электронных устройств в автомобилях.

9. Бериллий

А вот к этому металлическому красавцу лучше не приближаться без средств защиты. Потому что бериллий высокотоксичен, и обладает канцерогенным и аллергическим действием. Если вдыхать воздух, содержащий пыль или пары бериллия, то возникнет заболевание бериллиоз, поражающее легкие.

Однако бериллий несет не только вред, но и благо. Например, добавьте всего 0,5 % бериллия в сталь и получите пружины, которые будут упругими даже если довести их до температуры красного каления. Они выдерживают миллиарды циклов нагрузки.

Бериллий применяют в аэрокосмической промышленности для создания тепловых экранов и систем наведения, для создания огнеупорных материалов. И даже вакуумная труба Большого Адронного Коллайдера сделана из бериллия.

Это естественное радиоактивное вещество очень широко распространено в земной коре, но сконцентрировано в определенных твердых скальных образованиях.

Один из самых твердых металлов в мире имеет два коммерчески значимых применения — ядерное оружие и ядерные реакторы. Таким образом, конечной продукцией урановой промышленности являются бомбы и радиоактивные отходы.

7. Железо и сталь

Как чистое вещество железо не такое твердое по сравнению с другими участниками рейтинга. Но из-за минимальных затрат на добычу оно часто комбинируется с другими элементами для производства стали.

Сталь — это очень прочный сплав из железа и других элементов, таких как углерод. Это наиболее часто используемый материал в строительстве, машиностроении и других отраслях промышленности. И даже если вы не имеете к ним никакого отношения, то все равно используете сталь каждый раз, когда режете продукты ножом (если он, конечно, не керамический).

Титан — это практически синоним прочности. Он обладает впечатляющей удельной прочностью (30-35 км), что почти вдвое выше, чем аналогичная характеристика легированных сталей.

Будучи тугоплавким металлом, титан обладает высокой устойчивостью к нагреву и истиранию, поэтому является одним из самых популярным сплавов. Например, он может быть легирован железом и углеродом.

Если вам нужна очень твердая и при этом очень легкая конструкция, то лучше чем титан металла не найти. Это делает его выбором номер один для создания различных деталей в авиа- и ракетостроении и судостроении.

Это очень редкий и дорогой металл, который хотя и встречается в природе в чистом виде, обычно идет «довеском»-примесью к молибдениту.

Если бы костюм Железного человека был сделан из рения, он мог бы выдержать температуру в 2000 ° C без потери прочности. О том, что стало бы с самим Железным человеком внутри костюма после такого «фаер-шоу» мы умолчим.

Россия — третья страна в мире по природным запасам рения. Этот металл используется в нефтехимической промышленности, электронике и электротехнике, а также для создания двигателей самолетов и ракет.

По шкале Мооса, которая измеряет устойчивость химических элементов к царапинам, хром находится в пятерке лучших, уступая лишь бору, алмазу и вольфраму.

Хром ценится за высокую коррозионную стойкость и твердость. С ним легче обращаться, чем с металлами платиновой группы, к тому же он более распространен, поэтому хром является популярным элементом, используемым в сплавах, таких, как нержавеющая сталь.

А еще один из прочнейших металлов на Земле используется при создании диетических добавок. Конечно, вы будете принимать внутрь не чистый хром, а его пищевое соединение с другими веществами (например, пиколинат хрома).

Как и его «собрат» осмий, иридий относится к металлам платиновой группы, и по внешнему виду напоминает платину. Он очень твердый и тугоплавкий. Чтобы расплавить иридий, вам придется развести костер температурой выше 2000 °C.

Иридий считается одним из самых тяжелых металлов на Земле, а также одним из самых устойчивых к коррозии элементов.

Этот «крепкий орешек» в мире металлов относится к платиновой группе и обладает высокой плотностью. Фактически это самый плотный природный элемент на Земле (22,61 г/см3). По этой же причине осмий не плавится до 3033 ° C.

Когда он легирован другими металлами платиновой группы (такими как иридий, платина и палладий), он может использоваться во многих различных областях, где необходимы твердость и долговечность. Например, для создания емкостей для хранения ядерных отходов.

1. Вольфрам

Самый прочный металл, который только есть в природе. Этот редкий химический элемент также самый тугоплавкий из металлов (3422 ° C).

Впервые он был обнаружен в форме кислоты (триоксида вольфрама) в 1781 году шведским химиком Карлом Шееле. Дальнейшие исследования привели двух испанских ученых — Хуана Хосе и Фаусто д’Эльхуяра — к открытию кислоты из минерала вольфрамита, из которого они впоследствии изолировали вольфрам с помощью древесного угля.

Помимо широкого применения в лампах накаливания, способность вольфрама работать в условиях сильной жары делает его одним из наиболее привлекательных элементов для оружейной промышленности. Во время Второй мировой войны этот металл сыграл важную роль в инициировании экономических и политических отношений между европейскими странами.

Вольфрам также используется для изготовления твердых сплавов, а в аэрокосмической промышленности — для изготовления ракетных сопел.

Интересные факты о металлах (17 фото + 1 видео)

Швейцарская фирма Valcambi выпускает золотые слитки Combibar в форме, напоминающей плитку шоколада. Главное их преимущество перед привычными слитками заключается в том, что такую плитку можно легко разломать на дольки весом в 1 грамм и использовать как подарок или альтернативное платёжное средство. Кроме золота, компания выпускает подобные изделия из серебра, платины и палладия.

Согласно рекомендациям Международного олимпийского комитета, в золотых олимпийских медалях должно содержаться не менее 6 граммов чистого золота в виде нанесения. Как правило, организаторы Игр не увеличивают эту цифру, поэтому золотая медаль в физическом смысле по большей части серебряная. Так, в медалях высшей пробы лондонской Олимпиады-2012 содержание золота составляет чуть больше 1%.

Некоторым металлическим сплавам, например нитинолу (55% никеля и 45% титана), присущ эффект памяти формы. Он заключается в том, что деформированное изделие из такого материала при нагреве до определённой температуры возвращается к своей первоначальной форме. Это связано с тем, что данные сплавы имеют особую внутреннюю структуру под названием мартенсит, обладающую свойством термоупругости. В деформированных частях структуры возникают внутренние напряжения, которые стремятся вернуть структуру в исходное состояние. Материалы с памятью формы нашли широкое применение в производстве — например, для соединительных втулок, которые при очень низкой температуре сжимаются, а при комнатной — распрямляются, формируя соединение гораздо надёжнее сварки.

Долгое время ценность монет была эквивалентна содержащемуся в них количеству металла. В связи с этим существовала проблема — мошенники срезали небольшие кусочки металла с краёв, чтобы делать из них новые монеты. Решение проблемы предложил Исаак Ньютон, который был по совместительству сотрудником Британского Королевского монетного двора. Его идея была очень простой — прорезать в краях монеты маленькие линии, из-за которых стёсанные края были бы сразу заметны. Эта часть на монетах оформляется таким образом по сей день и носит название гурт.

За всю историю человечества было добыто 165 000 тонн золота (по состоянию на конец 2009 года), причём половина этого количества — в ЮАР. Если отлить его в единый слиток, получится куб со стороной всего 20 метров — он, например, легко бы вместился целиком в спорткомплекс «Олимпийский». А количество железа, равное всему добытому человечеством золоту, извлекается из недр земного шара примерно за 45 минут.

Золото в чистом виде без примесей настолько мягкое, что его можно поцарапать ногтем. Поэтому в ювелирных изделиях золото всегда сплавляется с медью или серебром.

Французский артист Мишель Лотито прославился тем, что ел абсолютно несъедобные вещи. На своих представлениях он поглощал велосипеды, телевизоры и другие предметы из стекла, металла и резины. Однажды он разобрал самолёт Цессна 150 и за два года съел его по частям. Перед выступлением он «смазывал» желудок минеральным маслом, а во время процесса пил большое количество воды. Подсчитано, что за свою карьеру он поглотил около девяти тонн металла.

Расходы на производство всех российских монет до 5 рублей включительно превышают номинал этих монет. Например, стоимость чеканки 5-копеечной монеты составляет 71 копейку.

Хвощ зимующий, растущий в средней полосе России, обладает чрезвычайной жёсткостью. В стенках его наружных клеток накапливается кремнезём, и его зелёным стеблем можно поцарапать стальную поверхность.

Шахтёры средневековой Германии нашли красный минерал, напоминающий медную руду. Однако извлечь медь из него не удалось, в чём шахтёры обвинили озорного духа Никеля, а руду назвали Kupfernickel (Kupfer по-немецки медь). В 1751 году барон Кронштедт снова попытался извлечь медь из купферникеля, но в результате открыл новый металл белого цвета, который впоследствии и был назван никелем.

Сталь для американских спутников, измеряющих космическую радиацию, пришлось добывать из затопленного в 1919 году корабля «Кронпринц Вильгельм», поскольку радиационный фон от стали, изготовленной после 1945 года, слишком велик.

Платина в переводе с испанского буквально означает «серебришко». Объясняется такое пренебрежительное название, данное этому металлу конкистадорами, исключительной тугоплавкостью платины, которая не поддавалась переплавке, долгое время не находила применения и ценилась вдвое ниже, чем серебро. Сейчас на мировых биржах платина дороже серебра примерно в 100 раз.

Из-за дефицита металла во время Второй мировой войны британский инженер Джеффри Пайк предложил построить авианосец из нового композитного материала пайкерита (18-45% древесных опилок и до 82% водяного льда). Предполагалось, что такой корабль должен был действовать в холодных арктических водах и принимать на борт до 200 самолетов. Однако война закончилась быстрее, чем первый такой авианосец вышел в море.

Содержание золота в пепле, образующемся от сжигания сухого осадка канализационных отходов японского города Сува, более чем в 50 раз выше аналогичных показателей лучших золотоносных шахт. Специалисты объясняют этот факт тем, что в городе расположилось много заводов электроники, при производстве которой широко применяются золото и золотосодержащие сплавы. Установки по извлечению драгоценного металла уже работают.

Множество химических элементов получили своё название в честь стран или других географических объектов. Сразу 4 элемента — иттрий, иттербий, тербий и эрбий — были названы в честь шведской деревни Иттербю, около которой обнаружили крупное месторождение редкоземельных металлов.

При обжиге содержащих мышьяк кобальтовых минералов выделяется летучий ядовитый оксид мышьяка. Руда, содержащая эти минералы, получила у горняков имя горного духа Кобольда. Древние норвежцы приписывали отравления плавильщиков при переплавке серебра проделкам этого злого духа. В честь него и назвали сам металл кобальт.

По приказу Наполеона III были изготовлены алюминиевые столовые приборы, которые подавались на торжественных обедах императору и самым почётным гостям. Другие гости при этом пользовались приборами из традиционных драгоценных металлов — золота и серебра.

Созданы новые металлы и сплавы с уникальными свойствами – интеллектуальные материалы

Изделиями из металлов пронизана вся жизнь современной цивилизации. Конкурировать с ними пытаются новые материалы: пластмассы, полимеры, керамика, и совершенно новые составы, аналогов которых не было в природе. Но в лабораториях непрерывно создаются все новые металлы и сплавы, включая и из семейства интеллектуальных материалов, которые порою обладают уникальными свойствами.

Прежде, чем перейти к новым и часто уникальным материалам, вспомним характеристики, что такое сплав. Сплав представляет собой комбинацию металла по меньшей мере с одним другим металлом или не металлом. Комбинация двух или более компонентов должна быть частью твердого раствора, соединения или смеси с другим металлом или неметаллом, чтобы ее можно было считать сплавом. Наиболее распространенный способ объединения металлов в сплав — это плавить их, смешивать их, а затем дать им затвердеть и остыть до комнатной температуры.

Почему используются сплавы?
Металлические сплавы используются потому, что они обычно имеют улучшенные механические или химические свойства. Легирующие элементы могут быть добавлены к металлу для увеличения ряда свойств, включая твердость, прочность, коррозионную стойкость, обрабатываемость и многое другое.

Что такое обычные сплавы?
Сплавов так много в металлообрабатывающей промышленности, что их очень сложно даже перечислять. На практике значительно реже работать с нелегированным или «чистым металлом». Даже низкоуглеродистая мягкая сталь — возможно, наиболее часто используемый материал при изготовлении металлов — это сплав железа и углерода. Чугун — это еще один сплав железа и углерода, содержание углерода в котором даже выше, чем у мягкой стали.
А сейчас перейдем к непосредственной теме о новом в металлах и сплавах.

В августе 2018 сообщили (Sandia National Laboratories), что команда материаловедов разработала новый платиново-золотой сплав, который считается самым износостойким металлом в мире. Он в 100 раз прочнее, чем высокопрочная сталь, что делает его первым сплавом или комбинацией металлов того же класса, что и алмаз и сапфир, самые износостойкие природные материалы.
А журнал Science Advances сообщил о сплаве золота и титана, который в четыре раза тверже исходного материала- титана и главное- самый твердый материал, совместимый с живыми тканями. Поэтому это уникальная работа в Университета Райс, Хьюстон для создания медицинских имплантатов будущего поколения, прежде всего для зубных кабинетов и клиник, и для ортопедии суставов.

Журнал Nature, как это часто бывает, сообщает о новом меняющемся кристалле металла, созданном учеными в университете Миннесоты, США.

Если бы это был просто материал…, нет это уже прототип семейства интеллектуальных материалов которые могут использоваться в подотраслях, начиная от электроники для космических аппаратов до реактивных двигателей.
Названный как «мартенсит» («martensite»), кристалл имеет два различных механизма плавного переключения атомов между ними.

Это позволяет изменить его форму десятки тысяч раз, когда он нагревается и охлаждается без всякого ухудшения его характеристик, в отличие от существующих технологий.

В настоящее время образцы металла мартенсит выполнены из легированной смеси никеля и титана. Они имеют замечательную способность «помнить» свою форму и даже после деформации вернутся к своей первоначальной форме.

Они были использованы в оболочках проводов, но также и в хирургии для формирования основы исцеления поврежденных костей, а также «стентов» для открытых артерий.

Мартенситные металлы меняют форму при нагревании или охлаждении при определенной температуре, когда атомы, которые составляют их структуру, внезапно перестраиваются в другом порядке.

Изменчивая форма умного металла для шевронов на задней части двигателя, может заставить его работать более спокойно.

Такое преобразование означает, что мартенсит может быть использован в интеллектуальных механизмах, которые реагируют на изменение температуры.

Примеры включают автоматические окна — открывалки в теплицах, средства для автоматической ориентировки направления солнечных панелей, вплоть до использования их в космических телескопах. Совсем недавно, предложено использование разработки в задней кромке капота самолета «Boeing 787» чтобы сделать более тихим рев двигателя при взлете.

Пока еще в мартенситах до конца не устранена проблема, когда после повторного изменения формы, могут возникнуть напряжения внутри, что ухудшает их свойства, и в некоторых случаях разорвать их на части. Но разработанный новый сплав из смеси цинка, золота и меди, изменяет форму почти до бесконечности с небольшим внутренним напряжением, открывая новые области применения для этих типов «активных материалов».

Следующей целью становится применить уроки, извлеченные из создания и эксплуатации нового металла, чтобы сделать семью керамических твердых веществ, которые также могут менять свою форму туда и обратно.

Стало вполне возможным сделать устройства, которые преобразуют тепло в электричество напрямую. Они могли бы использовать отработанное тепло от компьютеров и сотовых телефонов, чтобы зарядить аккумулятор и сделать их более эффективными.

Ученые пишут, что кристаллы можно увидеть на его поверхности металла в виде постоянно меняющихся узоров, и как микроскопических рек.

Структуры совмещаются без конфликтов между ними, и это, кажется, ключ к их долговечности и большому потенциалу. Новые материалы также могут быть использованы в усовершенствованных и эффективных микроэлектромеханических системах — устройствах сбора энергии, в котором малые колебания могут быть преобразованы непосредственно в энергию. Такого рода вещи уже используются в системах мониторинга давления шин в автомобилях для питания электронных датчиков.

Представленный материал дает обильную пищу для новаций всем сферам бизнеса в области производства, совершенствования технологий, и оказания новых инновационных услуг. Но, чтобы не пришлось изготовливать, за чтобы не пришлось браться, как в быту, на даче, так и на стройке, в производстве, в автосервисе, не обойтись без проверенных временем металлов: металлопроката, уголка и других, в частности, вот здесь kt-stal.com.ua/.

Не только в университете Минесоты создают инновационные металлы. В Йельском университете разработали металлические сплавы, которые легко поддаются формованию и еще … прочнее стали. Новые материалы по цене такие же, как высокого класса стали, но они могут быть обработаны так же дешево, как и пластик.

Если речь зашла о ценах, то назовем одну из них на сплав с содержанием алюминия. Так цена за сплав LME Aluminium Alloy 3M стоит в среднем 1190-1200 долларов за одну метрическую тонну.

Кстати, если в в нанозернистом алюминии вместо проблемных дефектов «упаковки» получить двойные границы путем формирования фазы 9R бомбардировкой ультратонкой алюминиевой пленки крошечными микрочастицами из диоксида кремния, используя технику испытания удара снаряда лазером, путем введения атомов железа в кристаллическую структуру алюминия с помощью процедуры, называемой магнетронным распылением, то покрытия из алюминиево-железных сплавов оказались одними из самых прочных алюминиевых сплавов, когда-либо созданных, сравнимых с высокопрочными сталями.

Продолжая тему новых сплавов и что это такое, подоспела и еще одна революционная статья. Металлы дадут, скорее всего, новые инновационные двигатели из опилок.

Все течет, все изменяется, и наука дает все новые и удивительные материалы, технологии и решения.

Что может быть нового в цементе, кроме повышения его прочности морозостойкости? А как вам цемент, который светится в темноте? Представили такое здание? Такой цемент уже есть, и его создали мексиканские ученые из университета UMSNH г. Морелия, который генерирует собственный свет.

Белок и сера станут основой для бетона для производства конструкций для поселений на Марсе, где вода является дефицитом, утверждают исследователи из Северо-Западного университета США.

Бетонные изделия могут накапливать дефекты и нуждаться в ремонте, особенно армированные материалы внутри. Ну что же, давайте их ремонтировать на ходу, рещила компания TU Delft, и разработала формулу бетона, которая позволяет отливать бетонные изделия без пропуска воды к арматуре при появлении в нем трещин.

А вот группа исследователей из Королевского технологического института в Стокгольме недавно разработала Optically Transparent Wood (TW) — новый материал, на основе процесса по химическому удалению лигнина из дерева, что делает его очень белым.

Следующее решение в области строительных материалов делает ненужными кондиционеры. Ученые в Институте передовой архитектуры Каталонии — IAACсоздали новый материал под названием Hydroceramics. Он состоит из пузырьков гидрогеля, которые способны удерживать в воде до 400 раз больше их объема. Благодаря этому свойству сферы поглощают жидкость, а в жаркие дни их содержимое испаряется, снижая температуру помещения.

Исследователи из Технологического института Мельбурна (широко известного как Университет RMIT) вообще посходили с ума. Они кирпичи из глины заполняют около 1 процента его объема окурками. Кирпич при этом легче и решена проблема утилизации окурков от сигарет. Вот бы эти кирпичи хотя бы в самые курящие страны, включая Россию.

Используя плавучие доки из полиэтилена высокой плотности, уже строят причалы на берегах моря, как это сделано над водой озера Исео в Италии (фото).

Компания Komatsu Seiren Fabric Laboratory из Японии создала новое термопластическое углеродное волокно под названием CABKOMA Strand Rod, которое легкое, заменяет сталь в арматуре в антисейсмичных конструкциях.

Мебель часто надоедает. Мы покупаем новую, но что делать со старой. А что если новую мебель сделать биоразлагаемой, например, из компоста? Задумано…, сделано- компаниями Terreform ONE и Genspace, да так, что некоторые образцы дачной мебели можно свернуть при желании трубкой.

Дышащий кирпич (Breathe Brick) поглощает загрязнения становится отличным элементом в системе вентиляции зданий.

А компания Glassolutions предлагает усиленные тепло-и звукоизолирующее, огнестойкое стекло, включая и из стеклокерамики. Нельзя здесь не упомянуть и новичка среди стеклянных изделий- монохромного стекла, которое темнеет в ответ на электрический заряд, предлагая полный контроль за передачей солнечной энергией и теплопередачей в зданиях.

На этом и закончим пока рассказ о новых металлах и сплавах с уникальными свойствами, часть из которых прототипы семейства интеллектуальных материалов.

Добавьте статью в закладки, чтобы вновь вернуться к ней, нажав кнопки Ctrl+D . Подписку на уведомления о публикации новых статей можно осуществить через форму «Подписаться на этот сайт» в боковой колонке страницы.

Внимание! АВТОРСТВО ВСЕХ СТАТЕЙ ЗАЩИЩЕНО. Копирование и публикация на других сайтах статьи или ее фрагментов без согласия автора или без активной гиперссылки ЗАПРЕЩЕНЫ

Необычные свойства драгоценных металлов

История человечества неразрывно связана с сокровищами: их искали, за них сражались, они меняли географию и судьбы людей — и сейчас не потеряли своей ценности. Стоимость одного грамма многих драгоценных металлов превышает десятки долларов. Чтобы найти их, люди едут даже туда, где еще никто не бывал, — как участники нового проекта Discovery Channel «Золотая лихорадка: бурные воды», которые отправятся на берега ледяных рек Аляски. Из нашего материала вы узнаете о том, как были обнаружены шесть редких драгоценных металлов, каковы их свойства и для чего они используются.

Калифорний

Описание: Металл серебристо-белого цвета с ярким блеском, искусственного происхождения.

Характеристика: Калифорний в окружающей среде не существует, он добывается только лабораторно в очень небольших количествах. Известны 20 изотопов, наиболее ценным из них является калифорний-252 с периодом полураспада в 2,6 года. Температура плавления металла 900 градусов Цельсия, температура кипения оценивается в 1300-1500 градусов Цельсия. Калифорний радиоактивен, является мощным источником нейтронов и токсичен. Ежегодно производят не больше нескольких сот миллиграммов 252-го изотопа.

Применение: Научные исследования (нейтронно-активационный анализ, изучение спонтанного деления ядер), медицина (нейтронная радиохирургия в онкологии), изучение земных недр и космического пространства (поиск полезных ископаемых, исследование поверхности Луны).

• Калифорний назван в честь Калифорнийского университета в Беркли, где в 1950 году его получила группа ученых под руководством обладателя Нобелевской премии по химии и участника Манхэттенского проекта Гленна Сиборга.
• Создатель калифорния и один из основоположников ядерной химии Гленн Сиборг причастен к открытию десяти новых элементов таблицы Менделеева, один из которых в его честь получил название сиборгий.
• С калифорнием работают только Научно-исследовательский институт атомных реакторов (НИИАР) в Димитровграде и Национальная лаборатория Оук-Ридж в США.
• Калифорний относится к числу самых дорогих веществ в мире. По некоторым оценкам, один грамм этого вещества стоит 26 миллионов долларов.

Описание: Металл серебристо-белого цвета с голубоватым отливом и ярким блеском, природного происхождения.

Характеристика: Осмий — довольно хрупкий, но твердый и тугоплавкий металл. Это самое плотное из простых веществ с крайне высокой температурой плавления (3033 градуса Цельсия) и кипения (5012 градусов Цельсия). В чистом виде не встречается: в природе его можно обнаружить в полиметаллических рудах вместе с платиной, палладием, медью, никелем и молибденом, а также в твердых растворах — невьянските и сысертските. Больше всего осмия в России, США, Колумбии и Канаде, но его добыча — очень трудоемкий процесс, который занимает около года, поэтому металл так дорог.

Применение: Авиационная и ракетная промышленность (упрочнение платиновых сплавов в электрических контактах, покрытие в узлах трения), электронная микроскопия (фиксация биологических объектов), химическая промышленность (синтез аммиака, гидрирование органических соединений, ускорение процессов в топливных элементах), медицина (электрокардиостимуляторы, замещение легочных клапанов).

• Оксиды осмия токсичны и могут повредить кожу и глаза: исследователь металлов платиновой группы Карл Клаус так сильно надышался парами тетраоксида осмия, что две недели не мог работать.
• Наконечники перьевых ручек, сделанные с использованием осмия, служат дольше золотых и платиновых.
• Оксид осмия черного цвета используют для росписи фарфора.
• Осмий содержится в железных метеоритах, как и другие благородные металлы — то есть те, которые не ржавеют.
• Из осрама, сплава осмия и вольфрама, делали нити для ламп накаливания — это слово позже выбрал своей торговой маркой крупный немецкий производитель светотехники.

Описание: Металл яркого серебристо-серого цвета, природного происхождения.

Характеристика: Рутений — твердый и прочный металл, содержится в виде примеси в платиновых полиметаллических рудах и в двух видах минералов — лаурите и рутенарсениде. В чистом виде выделяется с помощью сложной химической обработки. По сравнению с остальными странами рутения много в России, Канаде и США, но его количество все равно ничтожно мало, чем и объясняется высокая цена. Температура плавления рутения — 2334 градуса Цельсия, а кипения — 4077 градусов Цельсия, что делает металл одним из самых износоустойчивых.

Применение: Тугоплавкий рутений нашел применение в ювелирном деле (повышение прочности изделий), электронной (увеличение срока работы электрических контактов), химической (улучшение сопротивления с агрессивными компонентами, ускорение процесса водоочистки на орбитальных станциях) и аэрокосмической промышленности (изготовление жаропрочных и антикоррозионных материалов).

• Рутений был открыт в Казани профессором Карлом Клаусом — ученый выделил неизвестный доселе металл из уральской платиновой руды.
• Название рутения образовано от латинского наименования России — Ruthenia.
• Рутений — единственный платиноид, обнаруженный в составе живых организмов, и биологическая активность позволяет использовать его как средство лечения в онкологии и дерматологии.
• Рутений может быть опасен — его высшие оксиды ядовиты и легко загораются.

Описание: металл серебристо-белого цвета с холодным блеском, природного происхождения.

Характеристика: Родий не встречается в чистом виде, только в соединениях с другими металлами: платиной, золотом, медью, никелем, осмистым иридием и родиевым невьянскитом — последний содержит 11,3 процента чистого родия. Порошковый родий — почти черный, а в виде металлических кристаллов похож на алюминий, но имеет холодный блеск. Большую часть металла добывают в ЮАР. Температура плавления родия — 1963 градуса Цельсия, температура кипения — 3727 градуса Цельсия.

Применение: Ювелирное дело (покрытие изделий для повышения их прочности, создание белого и черного золота, реставрация винтажных украшений), автомобильная (нейтрализация выхлопных газов), химическая (производство азотной кислоты) и ядерная промышленность (измерения нейтронного потока в атомных реакторах).

• Название родия происходит от греческого слова «родос» («роза»), потому что в соединениях металл имеет розовый и темно-красный цвет.
• Родий считался отходами производства платины, пока не были обнаружены его полезные свойства — значительная износоустойчивость и высокий коэффициент отражения света.
• В метеоритах родия почти в четыре раза больше, чем в земной коре.
• Из родия делают зеркала для лазерных установок: он отлично отражает свет и очень плохо плавится.
• Родий может быть покрытием, но не материалом для изделий — он слишком хрупок.

Описание: Металл серебристо-белого цвета с глубоким блеском, природного происхождения.

Характеристика: Платина — гибкий, твердый, тугоплавкий и тяжелый металл с высокой износостойкостью, в биологической среде ведет себя неагрессивно. Металл встречается в самородках и сплавах, запасы обнаружены в ЮАР, США, Зимбабве, Канаде и России — самый большой платиновый самородок «Уральский гигант» весом около восьми килограммов хранится в Алмазном фонде. Температуры плавления и кипения — 1768,3 и 3825 градусов Цельсия соответственно.

Применение: Платина используется в металлургии (легирование при производстве высокопрочных сортов стали), химической промышленности (получение плавиковой и хлорной кислот и перекиси водорода), ювелирном деле и медицине (стоматология, лечение различных форм онкологических заболеваний). Кроме того, платину применяют в электронной промышленности, аэронавтике, производстве оружия, нефтехимии и многих других сферах.

• В Древнем Египте из платиновых сплавов делали украшения и ритуальные изделия.
• Платина была обнаружена в метеоритах — в Челябинском, например, ее в четыре раза больше, чем золота и серебра (по 20 и 5 граммов на тонну соответственно).
• Название «платина» дали конкистадоры — это слово можно перевести с испанского как «серебришко», потому что металл, который не поддавался плавке, ценился вдвое ниже серебра. Испанские алхимики назвали платину «адским веществом» за высокую плотность: до тех пор, пока платину не увидела Европа, считалось, что в мире нет металла тяжелее золота.
• Эталоны метра и килограмма в Палате мер и весов в Париже сделаны из сплавов платины и иридия.
• Из платины сделан орден «Победа» — высшая военная награда СССР.

Описание: Металл желтого цвета с приглушенным блеском, природного происхождения.

Характеристика: Золото — прочный, тяжелый и пластичный нержавеющий металл с высокой теплопроводностью и низким электрическим сопротивлением. Температура плавления составляет 1064,18 градуса Цельсия, кипения — 2856 градусов Цельсия, при этом жидкое золото имеет свойство улетучиваться. Содержание золота в земной коре низкое, но добывать его позволяют месторождения — многочисленные крупные скопления металла, которых на данный момент больше всего в ЮАР, США, Австралии, Китае и России. Встречается как в чистом виде, так и в составе 15 минералов. Золото и медь — первые металлы, которые стали известны человечеству.

Применение: Банковское дело (использование в качестве элемента инвестирования; изготовление купюр); ювелирное дело, медицина (лечение аутоиммунных болезней, фармакологии, стоматология), электронная промышленность (изготовление и покрытие деталей электроприборов), металлургия (пайка металлов), стекольное дело (покрытие зеркал, работающих в дальнем инфракрасном диапазоне, оконных и витражных стекол для снижения теплопотерь). Также золото применяется в ядерных исследованиях, искусстве, пищевой промышленности и других сферах.

• Золото бывает не только желтым, «черным» и «белым», но и «синим», «зеленым» и «фиолетовым», а изменение цвета достигается с помощью сплава, в основном с платиноидами, серебром и медью.
• Латинское название золота, aurum, означает «сияющий рассвет».
• В одном кубическом километре воды содержится 5 килограммов золота.
• Каратами изначально называли семена цератонии, рожкового дерева, которые всегда весят одинаково — в древности они использовались как мера массы.

О золоте сняты десятки художественных и документальных фильмов, большая часть которых посвящена золотым лихорадкам — стихийным поискам драгоценного металла. Одна из них, как известно, захватила Аляску, и название реки, где были найдены самородки, стало синонимом богатства. Нет ни одного человека, который не знал бы, что такое Клондайк, и вряд ли найдётся тот, кому не хотелось попробовать найти золото самому. На поиски сокровищ отправятся и герои нового проекта Discovery Channel «Золотая лихорадка: бурные воды». Фред Хёрт и его сын Дастин вместе с командой дайверов и альпинистов обследуют ледяные реки и водопады Аляски, чтобы исполнить мечту и разбогатеть. Программа «Золотая лихорадка: бурные воды» выходит по четвергам в 22:00 на Discovery Channel.

Арина Коптева
Discovery Channel