لقد كانت المعادن جزءًا من التقدم البشري. أنها توفر الإلهام, قوة, متانة, والمرونة. من الأدوات اليدوية البسيطة إلى المباني التكنولوجية والصناعية اليوم, المعادن حاسمة في التطور التكنولوجي والمجالات الصناعية. ذهب و فضة هي معادن جيدة المظهر. لأن لديهم تطبيقات عديدة في المجوهرات, يمكننا استخدام المعادن الصلبة في الصناعات, مشاريع البناء, والتكنولوجيا المتقدمة.
المعادن لديها العديد من المعادن القوية في العالم, وجميعها تمتلك خصائص مختلفة من حيث قوة الشد, تآكل, مقاوم للحرارة, إلخ. توفر هذه المقالة تفصيلاً للأعلى 10 أقوى المعادن ويناقش خصائصها, الاستخدامات, وأهميتها في تكنولوجيا اليوم.
ولكن ما الذي يجعل المعدن "قويا"؟? قبل الذهاب مباشرة إلى القائمة, دعونا نتعلم ماذا تعني المعادن القوية.
ما الذي يحدد المعادن القوية?
يمكننا قياس قوة المعدن من خلال النظر في عدة عوامل:
- قوة الشد: أقصى قوة يمكن أن يتحملها المعدن ولا ينهار أو يتمزق عند نهاية استطالته.
- قوة ضاغطة: جودة المعدن الذي يمكنه تحمل أحمال الضغط دون أن يتشوه.
- صلابة: مقياس لقدرة المادة على عدم التشوه, يخدش, أو تآكل وبدلاً من ذلك تبقى في شكلها الأصلي أو تعود إليه.
- قوة العائد: مقياس الضغط الذي يمكن أن يتحمله المعدن دون تشويه لفترة طويلة.
- مقاومة التأثير: قياس قدرة المادة على التقاط الطاقة بكفاءة أو قدرتها على التعامل بفعالية مع الصدمات أو التأثيرات التي تواجهها أثناء استخدامها.
قمة 10 أقوى المعادن في العالم
لذا, هنا الجزء العلوي 10 أقوى المعادن في العالم:
1. التنغستن
حصل التنغستن على أعلى تصنيف بين جميع المعادن النقية التي تتمتع بقوة الشد عند 1,510 MPa وذوبان في 3,422 درجة مئوية. لديها تعبئة جسيمات قريبة جدًا, صعب للغاية, وهو مقاوم للحرارة تقريبًا. يمكننا استخدام التنغستن في الصناعات التي تحتاج إلى أعلى مستويات التآكل والقوة. وتشمل هذه الصناعات الطيران, التعدين, والدفاع من بين أمور أخرى. تسمح مقاومته للحرارة باستخدامه في خيوط المصباح الكهربائي, الآلات الثقيلة, إلخ.
2. التيتانيوم
تتمتع بقوة شد تقريبية تبلغ 1000 ميجا باسكال وتتمتع بالخصائص المرغوبة المتمثلة في القوة العالية المقترنة بكثافة منخفضة نسبيًا. إنها تمتلك ثباتًا كيميائيًا وحراريًا عاليًا لأنها مقاومة للتآكل بشكل كبير. يمكننا استخدام التيتانيوم في تطبيقات الفضاء, إنتاج الغرسات والمعدات الطبية, بناء القارب, والتطبيقات البحرية الأخرى بسبب تفوقها وغير سامة. هذه الخاصية تجعلها مرغوبة للعديد من الصناعات بسبب مقاومتها للتآكل في ظروف العمل القاسية.
3. الكروم
الكروم مادة هشة إلى حد ما, قوة الشد هي 687 MPa. إلى جانب ذلك, إنه مقاوم للغاية للتأثيرات المسببة للتآكل ويمكن أن يفقد بريقه. يمكننا إنتاج الفولاذ المقاوم للصدأ منه وهذا يعزز قوة وصلابة الفولاذ بما يتجاوز القياس الطبيعي. الكروم لامع وعاكس. لذا, لديها تطبيقات في العناصر الزخرفية مثل طلاء السيارات. الآلات والهياكل الصناعية لم تفلت منها أيضًا.
4. ماراجينج ستيل
فولاذ Maraging هو نوع خاص من سبائك الفولاذ عالية القوة مع قوة شد فائقة في نطاق يتجاوز 2,000 MPa. إنها سبيكة من الحديد مع النيكل والكوبالت وهي قوية بشكل خاص, والأهم من ذلك, اللدنة للعمليات في درجات حرارة عالية. علاوة على ذلك, يمكننا استخدام هذه السبيكة في تطبيقات الفضاء الجوي, تصنيع الأدوات, الأسلحة, وغيرها من العناصر التي تكون فيها القوة ومقاومة التشويه ضرورية. حقيقة أنه يمكن معالجته بالحرارة لزيادة القوة الإضافية تجعله أكثر جودة من الفولاذ القابل للاستخدام.
5. إنكونيل
إنكونيل عبارة عن سبيكة فائقة من النيكل والكروم تتمتع بقوة شد تقريبية تبلغ 1030 ميجا باسكال. لديها قوة ميكانيكية عالية وتبقى مستقرة تحت درجات الحرارة العالية. وهذا يجعلها مناسبة للاستخدام في درجات الحرارة العالية. لذا, ويستخدم على نطاق واسع في المحركات النفاثة, توربينات الغاز, والمفاعلات. إلى جانب ذلك, وهو ذو أهمية كبيرة في الصناعات التي تستخدم الحرارة العالية مثل الفضاء والطاقة. ويرجع ذلك أساسًا إلى مقاومته العالية للأكسدة والتآكل عند درجات الحرارة المرتفعة.
6. الفاناديوم
قوة الشد للفاناديوم هي 800 MPa ويستخدم بشكل شائع كإضافة إلى فُولاَذ. إنه يحسن قدرة الفولاذ على أن يكون أكثر صلابة, وقوي ويوفر أيضًا مقاومة معززة للتآكل وبالتالي يستخدم بشكل شائع في السلع الصناعية. كما يتم استخدامه كتدفق في عملية صناعة الصلب حيث تعد أكسفورد المنتج الرائد للصلب المحتوي على الفاناديوم لتصنيع الأدوات ذات الأغراض الخاصة., اكسسوارات السيارات, وغيرها من الآلات. لذا, وهو أحد المكونات المهمة للصناعة التحويلية الحالية نظرًا لأهميته في تكرير سبائك الفولاذ.
7. النيوبيوم
وهو معدن نادر نسبيًا يشكل طبقة أكسيد شديدة الثبات وله قوة شد تبلغ تقريبًا 275 MPa. يتم استخدامه بشكل أساسي بسبب ميوله فائقة التوصيل ويتم تطبيقه لتصنيع المغناطيس فائق التوصيل لمسرعات الجسيمات. كما أنها تستخدم لتقوية الفولاذ, خاصة في صناعة الطيران والسيارات لجعل الأمر أكثر صعوبة ولكن أكثر صرامة. إنه خفيف الوزن للغاية ويضيف قوة للمنتج وبالتالي فهو مهم في تقليل الوزن.
8. التنتالوم
التنتالوم لديه قوة الشد 900 MPa وما يتعلق بالتآكل - وخاصة التآكل في المحاليل الحمضية; إنه لا يهزم. يمكننا استخدامه على نطاق واسع في مجال الإلكترونيات لإنتاج المكثفات والمقاومات. حيث أن خواصه الكهربائية مستقرة لهذا التطبيق. أيضًا, إنه متوافق حيوياً وبالتالي يمكننا استخدامه في العمليات الجراحية وبناء الغرسات الطبية. وقد تشمل هذه الأدوات والأجزاء التي تحتاج إلى قوة تحمل إلى جانب كونها مقاومة للتآكل. بالإضافة إلى, لديها بعض القضايا مثل البلى, على الرغم من أنها مادة مرغوبة للغاية في صناعات مثل الطيران والكيماويات.
9. سبائك المغنيسيوم
تتميز سبائك المغنيسيوم بقوة شد تصل إلى 500 ميجا باسكال بأنها خفيفة الوزن ولها أيضًا مستويات قوة عالية نسبيًا. جنبا إلى جنب مع الألومنيوم و الزنك يعزز خصائص المغنيسيوم من حيث القوة والمتانة. وتستخدم هذه السبائك في صناعة السيارات, الطيران, والصناعات الإلكترونية, حيث يكون تخفيض وزن الهيكل أمرًا بالغ الأهمية. على الرغم من أنها خفيفة, تطبيقاتها موجودة في المقالات التي تتطلب قوة أعلى مثل قطع غيار السيارات وأجهزة الكمبيوتر المحمولة.
10. حديد (الحديد المطاوع والزهر)
الحديد المطاوع والحديد الزهر لهما قوة شد بينهما 200 و 500 ميجا باسكال. وهي مكونات أساسية في العديد من القطاعات, بما في ذلك المبنى, افتعال, والآلات. الحديد المطاوع قابل للسحب, حتى نتمكن من استخدامه حيث يكون التشكيل والانحناء ممكنًا. الحديد الزهر قوي في الضغط وله العديد من التطبيقات في الصناعات التحويلية والآلات الثقيلة. الحديد وفير ومرن, مما يجعلها ضرورية للصناعات اليوم.
خاتمة
أقوى المعادن في العالم هي في صميم قيادة مستقبل التقدم التكنولوجي والثورة الصناعية. طبيعة المنتجات التي تتضمن مقاومة الشد, خصائص درجة الحرارة العالية, والحماية من التآكل تجعلها ضرورية للغاية. التنغستن بسبب صلابته الشديدة له العديد من التطبيقات. وقد تشمل هذه استخدامه في المواد الكاشطة, أدوات القطع, خيوط, وفي صناعة البناء والتشييد, والمعدن البديل الخشبي. التيتانيوم بفضل خفة وزنه وقوته العالية المستخدمة في مجال الطيران, السيارات, طبي, والصناعات الكيماوية كلها ذات أهمية واسعة النطاق.
أسئلة مكررة
- ما اسم المعدن الأقوى في العالم؟.
التنغستن هو الأقوى بين جميع المعادن النقية المتاحة. حيث أنه يتمتع بأعلى قوة شد مع نقطة انصهار عالية.
- لماذا يحتوي الفولاذ على قوة أكبر من المعدن النقي مثل الحديد؟?
الصلب هو مثال على سبيكة; مصنوعة من الحديد ومواد أخرى. وقد تشمل هذه الكربون لتحسين قوتها, مرونة, والقدرة على الاستمرار لفترة أطول.
- أي معدن قوي وخفيف الوزن?
يمكن أن يساعد التيتانيوم في تحقيق أعلى نسب القوة إلى الوزن. ومن ثم يتم استخدامه في الطائرات والعمليات الجراحية.
- هل جميع المعادن القوية لها القدرة على مقاومة التآكل?
ليس كل شيء. التيتانيوم, الكروم, التنتالوم, الخ لديها مقاومة عالية للتآكل. بينما يحتاج التنغستن إلى طلاء لتجنب الأكسدة في درجات الحرارة المرتفعة.
- ما هي الاستخدامات المحددة للمعادن في الصناعات الحالية?
فهي حاسمة في البنية التحتية, تكنولوجيا, وتطبيقات الدفاع. إلى جانب ذلك, لديهم العديد من التطبيقات في مجال الطيران, بناء, إلكترونيات, والصناعات الصحية.
