Qual è il metallo più conosciuto?

La durezza è un termine relativo quando si fa riferimento a materiali, sia metallici che non metallici. In generale, la durezza comporta un alto punto di fusione, resistenza ai graffi e un'elevata resistenza alla deformazione sotto pressione. Il cromo è tra gli elementi metallici più duri, rispetto ai metalli di transizione come il rame e il ferro, i metalli alcalini compreso il sodio e i metalli di post-transizione come il piombo. Tuttavia, i composti e le leghe di metalli e altri elementi possono essere più duri di quelli allo stato puro.

La durezza è una proprietà che a prima vista sembra semplice ma presenta aspetti complicati che emergono da un attento studio. Per valutare e confrontare la durezza dei materiali, gli scienziati hanno ideato una serie di test e scale di misurazione. Ad esempio, la scala Mohs è un sistema di valutazione relativo che confronta la resistenza ai graffi dei materiali. Quindi, se il materiale A può graffiare la sostanza B, allora A deve essere più duro di B e A ottiene un numero di Mohs più alto. La sostanza più dura classificata da Mohs è il diamante con un punteggio di 10 e la più morbida è il talco con un punteggio di 1. La scala Vickers utilizza un penetratore di diamante a forma di piramide retta, che viene quindi premuto nel materiale di prova per 10-15 secondi e riportato come VHN o numero di durezza Vickers.

L'acciaio è una lega di ferro, carbonio e altri materiali; una gamma di acciai offre una varietà di proprietà diverse, inclusa la durezza. Il cromo viene aggiunto per aumentare la corrosione e la resistenza chimica, nonché l'indurimento e la resistenza alle alte temperature. Boro, nichel, molibdeno, niobio e titanio possono aggiungere proprietà rinforzanti e indurenti. Una combinazione di queste diverse sostanze può produrre alcuni dei metalli più duri conosciuti.

Il carburo di tungsteno 857 è composto dall'85,7% di carburo di tungsteno, 9,5 percento di nichel, 1,8 percento di tantalio, 1,5 percento di titanio, 1% di niobio e 0,3 percento di cromo. Questa forma di carburo di tungsteno misura tra 8 e 9 sulla scala di Mohs. È quattro volte più duro del titanio.

Con un punteggio Mohs di 8,5, il cromo è il metallo elementare puro più duro; tuttavia, gli acciai che utilizzano il cromo sono più duri dell'elemento da solo. Sono necessarie solo tracce di cromo per aggiungere una durezza significativa agli acciai. Oltre al suo uso nelle leghe, la cromatura aggiunge un sottile rivestimento del metallo ad altri materiali, fornendo un "guscio" esterno brillante e duro che resiste anche alla corrosione.

Se combinati chimicamente con altri elementi, alcuni metalli possono produrre sostanze estremamente dure. Ad esempio, i metalli rari renio e osmio si combinano con il boro per creare composti molto più duri dell'acciaio; infatti, è noto che il diboruro di osmio graffia il diamante, la sostanza più dura conosciuta che si trova in natura.