ما هي أقوى المعادن والسبائك الموجودة في العالم
محتويات
تواجد انواع مختلفة من المعادن ويتميز كل منها بخصائصه المميزة. ومن أهم هذه الخصائص في المعادن هي قوتها، مما يتيح استخدامها في العديد من التطبيقات والإعدادات والصناعات. وفي هذا المقال سوف نذكر ما هي أقوى انواع المعادن في العالم ولماذا تكون بعض المعادن أقوى من غيرها؟ وكيف تقارن مع بعضها البعض عندما يتعلق الأمر بالقوة والقدرة على التحمل.
كيفية تحديد القوة في المعادن؟
تجد عدة طرق لقياس قوة المعدن تعتمد على نوع الاختبار المستخدم، وأهمها: مقياس موس، اختبار فيكرز للصلابة، اختبار برينل للصلادة، اختبار روكويل للصلادة. ولفهم هذه الخاصية يجب عليك معرفة هذه التعريفات المهمة.
- قوة الشد: هي تقيس مقاومة المعدن للتمدد أو التمزق.
- قوة الانضغاط وتُعرف أيضًا باسم الصلابة: تعني قدرة المعدن على تحمل الضغط. غالبًا ما يُستخدم مقياس صلابة موس لقياس الصلابة.
- قوة التأثير: تعني مدى قدرة المعدن على مقاومة طاقة الصدمة المفاجئة دون أن يتكسر أو ينكسر أو يتحطم.
- قوة العائد: تشير إلى قدرة المعدن على مقاومة التشوه ويتم قياسها بمدى القوة اللازمة لثني المعدن.
وتتميز السبائك المعدنية بأنها أقوى من المعادن في شكلها النقي، لكن لا يعني هذا أن المعادن ليست قوية. حيث يتم اختبار المعادن ليتم خلطهم مع عناصر أخرى ليتم صنع سبائك أقوى.
معدن الفولاذ
الفولاذ هو سبيكة مكونة من الحديد والكربون، ويعد أحد أكثر المواد استخدامًا اليوم، حيث يتم إنتاج أكثر من 1.6 مليار طن سنويًا في جميع أنحاء العالم. وتُستخدم هذه السبائك على نطاق واسع في المباني والمركبات والمطارات والجسور وأدوات المطبخ. ويتميز سبيكة الفولاذ بامتلاكها درجة عالية من قوة الشد ومتانتها وصلابتها.
الستانلس ستيل
هي عبارة عن سبيكة من الفولاذ والكروم والمنغنيز، وتتميز بمستواها العالي من المقاومة للتآكل وقوة خضوع تصل إلى 1560 ميغا باسكال. كما يتمتع الفولاذ المقاوم للصدأ أيضًا بدرجة عالية من قوة الشد ومقاوم للصدمات أيضًا.
معدن التيتانيوم
هو عنصر كيميائي ورمزه Ti ورقمه الذري 22. ويتميز بأنه فلز انتقالي خفيف الوزن، قوي، ذو لمعان ومقاوم للصدأ ولماء البحر والكلور، ويتميز بلونه الأبيض الفضي.
ويتميز هذا المعدن بكثافته المنخفضة وقوته العالية، حيث لديه أعلى نسبة قوة شد عند مقارنته بالمعادن الأخرى. ومع ذلك، يمكن أن يكون الفولاذ الذي خضع لمعالجات حرارية أقوى من التيتانيوم. ويستخدم التيتانيوم في صنع السبائك القوية خفيفة الوزن وخصوصًا مع الحديد والألومنيوم، مما يجعله مادة ممتازة لصناعة الطيارات.
التنغستن
هو عنصر كيميائي يرمز له باللاتينية بالرمز W، وعدده الذري 74. وتم العثور على عنصر التنغستن في صورة مركبات كيميائية. ويتمتع التنجستن بأعلى مقاومة شد من أي معدن يحدث بشكل طبيعي، ولذلك غالبًا ما يتم دمجه مع الفولاذ والمعادن الأخرى لإنشاء سبائك أقوى، لكن في شكله النقي يتميز التنجستن بهشاشته الكبيرة والتي يمكن أن تؤدي إلى كسره بكل سهولة. وتستخدم سبيكة كربيد التنجستن المكونة من التنجستن والكربون، في إنتاج السكاكين والمثاقب، وهو عنصر حاسم في بعض القطاعات، مثل: التعدين والبناء والنفط.
اقرأ أيضًا:
- ما هي المعادن التي ورد ذكرها في القرآن الكريم؟
- هل تستطيع كسر الزجاج باستخدام صوتك كما يحدث في الأفلام؟
- مميزات وعيوب ارتداء الطلاب للزي المدرسي أو الزي الموحد.
معدن الحديد
هو عنصر كيميائي وفلزي، ويعد أحد أقدم المعادن المكتشفة، ورمزه Fe وعدده الذري 26 ويقع بالمجموعة الثامنة والدورة الرابعة من الجدول الدوري. بالرغم من أن الحديد ليس أقوى معدن على الأرض، إلا أنه معدن يتمتع بمستوى عالي من العائد وقوة الشد، وأحد أكثر المعادن شيوعًا أيضًا. ودرجات الحديد الزهر حوالي 5 على مقياس موس، وقوته الإنتاجية والشد حوالي 246 و 414 ميجا باسكال على التوالي. ويعد أحد المكونات الرئيسية للعديد من أنواع السبائك المهمة، منها: الحديد الزهر والفولاذ الكربوني.
الكروم
عنصر كيميائي رمزه Cr وعدده الذري 24. ويعد الكروم أحد أقسى المعادن الموجودة من حيث قوة الانضغاط، حيث سجل 9.0 على مقياس موس للصلابة. ولكن معدن الكروم النقي يتميز أيضًا بإنه هش للغاية، ولذلك يحتاج إلى خلطه مع معادن أخرى لكتسب المزيد من الصلابة والقوة، والكروم في شكله النقي ليس أفضل خيار لاستخدامه في التطبيقات التي تتطلب الكثير من الشد والقوة.
ويوجد الكثير من المعادن والسبائك التي مازال لا يمكن تسميتها أو معرفتها، ومازل العلم قائم للبحث عن أقوى انواع المعادن والسبائك في العالم.
