Nejlehčí materiál na bázi kovu: popis a vlastnosti, foto

V našem dnešním článku čtenářům prozradíme, jaké jsou nejlehčí kovy světa, slitiny na jejich bázi a jaké možnosti jejich využití člověku otevírá.

Představte si obrázek: na pampelišku pokrytou chmýřím se položí kus kovové sítě, přičemž se vzdušné „opeření“ květiny ani nedeformuje. To není fikce ani fantazie, to je vědecký vývoj Kalifornské univerzity – ultralehká slitina zvaná microlattis. Tento materiál má na svou váhu jedinečnou pevnost. Je to všechno o speciálním designu. Microlattis je plexus dutých trubic, jejichž tloušťka nepřesahuje tisícinu lidského vlasu. Každá z těchto trubek je slitina fosforu a niklu nanesená na polymerní bázi. To znamená, že ve skutečnosti je microlattis doslova utkán ze vzduchu. Díky své lehkosti a pevnosti je možné jej použít jako tepelně a zvukově izolační materiál, jako výplň pro nárazuvzdorné díly v automobilovém a leteckém průmyslu.

Nejlehčí kovy na světě

Lehké kovy jsou kovy, které mají nízkou hustotu. To není v žádném případě vzácný jev. Látky s takovými vlastnostmi tvoří přibližně 20 % hmotnosti zemské kůry. Jsou aktivně těženy a široce používány v průmyslu.

Nejlehčím kovem je lithium. Kromě nejmenší atomové hmotnosti má také nejnižší hustotu, která je dvakrát nižší než u vody. Po lithiu přichází draslík, sodík, hliník, rubidium, cesium, stroncium atd. Patří sem titan, který má mezi kovy nejvyšší pevnost.

Hliník je také lehký a odolný. V zemské kůře je třetí nejčastější. Dokud se lidé nenaučili, jak ho získat průmyslově, byl kov dražší než zlato. Nyní lze kilogram hliníku koupit za zhruba 2 dolary. Používá se jak v raketové technice a vojenském průmyslu, tak k výrobě potravinářských fólií a kuchyňských potřeb.

nejlehčí kov

Сферы применения

Lehké kovové konstrukce jsou široce používány v mnoha projektech kvůli minimálnímu času strávenému na jejich výstavbě a také z ekonomického hlediska. Jsou zvláště žádané během výstavby:

  • zemědělské objekty;
  • skladovací prostory;
  • obchodní a průmyslové budovy;
  • prostory kancelářského typu;
  • zábavní komplexy;
  • sportovní stadiony, arény;
  • autoservisy, autobazary;
  • chladicí zařízení, dílny;
  • hangáry pro parkování letadel, vojenské techniky;
  • lékařská střediska a laboratoře.

Výroba a následná instalace LMK trvá jeden až čtyři měsíce.

Lithium

Lithium je v první skupině periodické tabulky prvků. Stojí na čísle 3 po vodíku a heliu a má nejmenší atomovou hmotnost ze všech kovů. Jednoduchá látka – lithium, má za normálních podmínek stříbřitě bílou barvu.

READ
Výhody a poškození obvyklého luku

Je to nejlehčí alkalický kov s hustotou 0,534 g/cm³. Kvůli tomu plave nejen ve vodě, ale i v petroleji. Obvykle se skladuje v parafínu, benzínu, minerálních olejích nebo petroléteru. Lithium je velmi měkké a tvárné, snadno se řeže nožem. K roztavení tohoto kovu je třeba jej zahřát na teplotu 180,54 °C. Bude se vařit pouze při 1340 °C.

V přírodě existují pouze dva stabilní izotopy kovu: Lithium-6 a Lithium-7. Kromě nich existuje 7 umělých izotopů a 2 jaderné izomery. Lithium je meziprodukt při reakci přeměny vodíku na helium, čímž se účastní procesu tvorby hvězdné energie.

který kov je nejlehčí

Reakce s lithiem

Vzhledem k jeho zásadité povaze lze předpokládat, že je velmi aktivní. Metal je však nejklidnějším členem své skupiny. Při běžné pokojové teplotě lithium slabě reaguje s kyslíkem a mnoha dalšími látkami. Po zahřátí ukazuje svou “bouřlivou náladu”, poté reaguje s kyselinami, různými plyny a zásadami.

Na rozdíl od jiných alkalických kovů jemně reaguje s vodou za vzniku hydroxidu a vodíku. Se suchým vzduchem prakticky nedochází k žádné reakci. Pokud je však vlhké, lithium pomalu reaguje se svými plyny a tvoří nitrid, uhličitan a hydroxid.

Při určitých teplotách je nejlehčí kov aktivní s amoniakem, ethylalkoholem, halogeny, vodíkem, uhlíkem, křemíkem a sírou.

nejlehčí kov na světě

Lithium není limitem lehkosti kovů

Nedávno vědecké oddělení Kalifornské univerzity, vedené laboratoří HRL, vynalezlo nový tvrdý a ultralehký kov zvaný microlattis. Velmi lehká struktura nového kovu, jehož kovová mřížka je podobná běžné houbě, se ukázala být stokrát lehčí než pěna. I když se zdá, že nový objev vypadá docela křehce, při bližším pohledu si lze všimnout neobvyklé vlastnosti kovu odolávat jednoduše nereálnému zatížení v souladu s jeho hmotnostním indexem.

Malý kousek kovu microlattis lze umístit na pampelišku, aniž by se poškodil její uzávěr.

lithiové slitiny

Vlastnosti lithia zvyšují individuální kvality kovů, proto se často používá ve slitinách. Užitečná je jeho reakce s oxidy, vodíkem, sulfidy. Při zahřátí s nimi tvoří nerozpustné sloučeniny, které lze snadno extrahovat z roztavených kovů a vyčistit je od těchto látek.

Aby slitina byla odolná vůči korozi a tažnosti, je smíchána s hořčíkem a hliníkem. Měď ve slitině s ní se stává hustší a méně porézní, lépe vede elektrický proud. Nejlehčí kov zvyšuje tvrdost a tažnost olova. Zvyšuje také bod tání mnoha látek.

READ
Požární alarm v bytě

Díky lithiu se kov stává pevným a odolným vůči poškození. Netíží je to však. Proto se slitiny na jeho bázi používají v kosmickém inženýrství a letectví. Používají se především směsi s kadmiem, mědí, skandiem a hořčíkem.

Hliník (Al)

Hliník je jedním z nejběžnějších neželezných kovů. Objeven v roce 1825 a před rozvojem průmyslové výrobní technologie, která stála více než zlato, prvek s atomovým číslem 13 a hmotností 26,982 amu. e. m. má hustotu 2,7 g / cm ^ 3 a vyznačuje se přítomností paramagnetických vlastností, avšak slabými.

Dobře vede teplo a elektřinu, nepodléhá korozi, ale podléhá mechanickému namáhání, včetně snadného ohýbání. Slitiny na bázi tohoto lehkého kovu se vyznačují tažností, vyhovující pevností a nekorodují a také se dobře svařují.

Hliník

Hliník, foto: https://ru.wikipedia.org/

Z hlediska prevalence ve světě je hliník na prvním místě mezi kovy a na třetím místě mezi chemickými prvky periodické tabulky, na druhém místě za kyslíkem a křemíkem. Jeho těžba se provádí ve více než 15 zemích, mezi které patří Čína, Rusko a Kanada. Světové zásoby tohoto prvku jsou mnohonásobně větší, než je současná potřeba jeho využití.

Rozsah použití hliníku a slitin na bázi tohoto materiálu je široký. Jedná se jak o železnou metalurgii, tak o pyrotechniku, dokonce se používal k výrobě šperků v době, kdy měl mimořádnou hodnotu díky nevyvinutému technickému postupu. V Japonsku se v této funkci používá stále, někdy nahrazuje stříbro ve špercích.

Nádobí a příbory z tohoto pružného kovu zná každý, ale jako konstrukční materiály se používají hliníkové slitiny, které mají požadované vlastnosti z hlediska pevnosti. Do „automatových ocelí“ se pro usnadnění zpracování přidává také hliník – díky němu je po dokončení zpracování dosaženo jasného oddělení od tyče dílu.

Být v přírodě a smyslu

Nejlehčí kov má asi 30 vlastních minerálů, ale pouze 5 z nich se používá v průmyslu: pentalit, amblygonit, lepidolit, zinnwaldit a spodumen. Navíc se nachází v solných jezerech. Celkově obsahuje zemská kůra 0,005 % tohoto kovu.

nejlehčí kov je

Velké průmyslové zásoby lithia se nacházejí na všech kontinentech. Těží se v Brazílii, Austrálii, Jižní Africe, Kanadě, USA a dalších zemích. Poté se používá v elektronice, metalurgii, laserových materiálech, jaderné energetice a dokonce i v medicíně.

READ
Zasklení bytu. populární design

V humusu je vysoký obsah lithia, což svědčí o jeho účasti v koloběhu přírodních látek. Kov je přítomen v těle zvířat, stejně jako v mnoha rostlinách. Lithium je bohaté na broskve, houby, ředkvičky, brambory, mrkev.

V našem těle se nachází v játrech, krvi, plicích, kostech a dalších orgánech. Nedostatek lithia vede k poruchám fungování nervového systému a mozku. Zvyšuje odolnost organismu vůči nemocem, aktivuje činnost enzymů. Bojují s ní s Alzheimerovou chorobou, psychickými poruchami, sklerózou, ale i různými závislostmi.

Titan (Ti)

Objeven na konci 22. století a okamžitě přidán do Mendělejevovy periodické tabulky pod 47,867. číslem chemický prvek stříbrné barvy s atomovou hmotností 4,5 a.u. e. m. (atomová hmotnostní jednotka) a hustota 3 g / cm ^ XNUMX se vyznačuje působivou pevností.

Mezi vlastnostmi kovu, který získal status nejtvrdšího z použitých, se také vyznačuje vynikající odolností proti korozi. To platí i pro slitiny na bázi titanu, které si zachovávají své pevnostní charakteristiky i při teplotách 300 °C, což je činí v současné době v letectví a raketové technice nepostradatelné.

Titanium (Foto: https://mining-prom.ru/)

Titan, foto https://mining-prom.ru/

Kov, pojmenovaný po titánech ze starověké řecké mytologie, je jedním z deseti nejběžnějších prvků v přírodě, jehož naleziště byla objevena na všech kontinentech, s výjimkou Antarktidy. Rusko navíc zaujímá druhé místo na světě po ČLR co do koncentrace rud s obsahem uvažovaného prvku.

Kromě již zmíněných odvětví jsou slitiny titanu žádané v loďařství, chemickém, automobilovém a obranném průmyslu, ale i v potravinářské výrobě a zemědělství. Díky své inertnosti je titan schopen bez problémů kontaktovat tkáně živých organismů, aniž by způsoboval zdraví nebezpečné chemické reakce, a proto se aktivně používá v lékařství, od protetiky a výroby implantátů až po výrobu chirurgických nástrojů. .

Toxicita

Navzdory důležité biologické roli lithia v našem těle může být nebezpečné. Nejlehčí kov je poměrně toxický a může způsobit otravu. Při hoření vyvolává podráždění a otoky sliznic. Pokud se na ně dostane kus celého kovu, stane se to samé.

S lithiem by se nemělo manipulovat bez rukavic. Interakcí s vlhkostí ve vzduchu nebo vlhkostí na kůži snadno způsobí popáleniny. S roztaveným kovem musíte být ještě opatrnější, protože jeho aktivita se výrazně zvyšuje. Při práci s ním musíte mít na paměti, že je alkalický. Jeho účinek na pokožku můžete snížit obyčejným octem.

READ
Pravidla pro čištění koženého nábytku doma, přehled produktů

V těle lithium zvyšuje odolnost imunitního systému a zlepšuje činnost nervového systému. Ale jeho přebytek je doprovázen závratěmi, ospalostí, ztrátou chuti k jídlu. Otrava kovy vede ke snížení libida, svalové slabosti a přibývání na váze. V tomto případě se může zhoršit vidění, paměť a kóma. Při práci s lithiem vždy používejte rukavice, ochranný oblek a brýle.

lehčí než snadné

Microlattis je nejlehčí uměle vyrobený kov. Je tvořen z 99,99 % vzduchem a je mnohem lehčí než pěna. Kov vytvořili vědci z Kalifornské univerzity, v roce 2021 byl oficiálně uznán a zapsán do Knihy rekordů.

nejlehčí kov na světě

Tajemství neobvyklé lehkosti spočívá v její struktuře, připomínající kosti živých organismů. Kov je článek, který je vyroben z nikl-fosforových trubic. Uvnitř jsou prázdné a jejich tloušťka je několikrát menší než lidský vlas.

Přes lehkost je microlattis schopen odolat velké zátěži i přírodním kovům. Takové vlastnosti lze široce využít, jednou z nich je vytvoření umělých plic.

Rating
( No ratings yet )
Like this post? Please share to your friends:
Leave a Reply

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: