Τι είναι το πιο γνωστό μέταλλο;

Η σκληρότητα είναι ένας σχετικός όρος όταν αναφέρεται σε υλικά, τόσο μέταλλα όσο και μη μέταλλα. Γενικά, η σκληρότητα συνεπάγεται υψηλό σημείο τήξης, αντίσταση στις γρατσουνιές και υψηλή αντίσταση στην παραμόρφωση υπό πίεση. Το χρώμιο είναι ένα από τα πιο σκληρά μεταλλικά στοιχεία, σε σύγκριση με τα μέταλλα μετάπτωσης όπως ο χαλκός και ο σίδηρος, τα μέταλλα αλκαλίων συμπεριλαμβανομένου του νατρίου και μετάλλων μετά τη μετάβαση όπως ο μόλυβδος. Ωστόσο, οι ενώσεις και τα κράματα μετάλλων και άλλων στοιχείων μπορεί να είναι σκληρότερα από εκείνα στην καθαρή τους κατάσταση.

Η σκληρότητα είναι μια ιδιότητα που στην αρχή φαίνεται απλή αλλά έχει περίπλοκες πτυχές που εξετάζονται προσεκτικά. Για να αξιολογήσουν και να συγκρίνουν τη σκληρότητα των υλικών, οι επιστήμονες έχουν επινοήσει μια σειρά δοκιμών και κλιμάκων μέτρησης. Για παράδειγμα, η κλίμακα Mohs είναι ένα σχετικό σύστημα αξιολόγησης που συγκρίνει την αντίσταση στις γρατζουνιές των υλικών. Έτσι, εάν το υλικό Α μπορεί να γρατσουνίσει την ουσία Β, τότε το Α πρέπει να είναι πιο δύσκολο από το Β και το Α παίρνει μεγαλύτερο αριθμό Mohs. Η πιο σκληρή ουσία με βαθμολογία Mohs είναι διαμάντι με βαθμολογία 10 και η πιο μαλακή είναι τάλκη με βαθμολογία 1. Η κλίμακα Vickers χρησιμοποιεί μια εσοχή διαμαντιού σε σχήμα δεξιάς πυραμίδας, η οποία στη συνέχεια πιέζεται στο υλικό δοκιμής για 10 έως 15 δευτερόλεπτα και αναφέρεται ως αριθμός σκληρότητας VHN ή Vickers.

Ο χάλυβας είναι ένα κράμα σιδήρου, άνθρακα και άλλων υλικών. μια σειρά από χάλυβες προσφέρουν μια ποικιλία διαφορετικών ιδιοτήτων, συμπεριλαμβανομένης της σκληρότητας. Το χρώμιο προστίθεται για να αυξήσει τη διάβρωση και τη χημική αντοχή, καθώς και τη σκλήρυνση και την αντοχή σε υψηλή θερμοκρασία. Το βόριο, το νικέλιο, το μολυβδαίνιο, το νιόβιο και το τιτάνιο μπορούν όλα να προσθέσουν ιδιότητες ενίσχυσης και σκλήρυνσης. Ένας συνδυασμός αυτών των διαφορετικών ουσιών μπορεί να παράγει μερικά από τα πιο γνωστά μέταλλα.

Το καρβίδιο βολφραμίου 857 αποτελείται από καρβίδιο βολφραμίου 85,7%, νικέλιο 9,5%, ταντάλιο 1,8%, τιτάνιο 1,5%, νιόβιο 1% και χρώμιο 0,3%. Αυτή η μορφή καρβιδίου βολφραμίου μετρά μεταξύ 8 και 9 στην κλίμακα Mohs. Είναι τέσσερις φορές πιο δύσκολο από το τιτάνιο.

Με βαθμολογία Mohs 8,5, το χρώμιο είναι το σκληρότερο καθαρό στοιχειακό μέταλλο. Ωστόσο, οι χάλυβες που χρησιμοποιούν χρώμιο είναι πιο σκληροί από το ίδιο το στοιχείο. Απαιτούνται μόνο ίχνη χρωμίου για την προσθήκη σημαντικής σκληρότητας στους χάλυβες. Εκτός από τη χρήση του σε κράματα, η επιχρωμίωση προσθέτει μια λεπτή επίστρωση του μετάλλου σε άλλα υλικά, παρέχοντας ένα λαμπερό, σκληρό εξωτερικό περίβλημα που επίσης αντιστέκεται στη διάβρωση.

Όταν συνδυάζονται χημικά με άλλα στοιχεία, ορισμένα μέταλλα μπορούν να παράγουν εξαιρετικά σκληρές ουσίες. Για παράδειγμα, το σπάνιο μέταλλο ρήνιο και όσμιο συνδυάζονται με βόριο για να κάνουν ενώσεις που είναι πολύ πιο σκληρές από τον χάλυβα. Στην πραγματικότητα, το διβορίδιο του οσμίου είναι γνωστό ότι ξύνει το διαμάντι, τη πιο γνωστή ουσία που εμφανίζεται φυσικά.