June 20, 2024
금속은 수천 년 동안 인류 문명의 기본 요소였습니다. 그들은 건설, 제조 및 기술에서 중요한 역할을 합니다.어떤 종류는 뛰어난 강성으로 돋보인다다른 금속들은 비교적 약한 것으로 유명합니다. 이 기사에서는 가장 강한 금속과 가장 약한 금속에 대해 자세히 설명합니다.그리고 그 성능을 정의하는 과학적 원칙.
"가장 강"한 금속 에 대해 말 할 때, 우리는 그 강도 를 측정 하는 여러 가지 척도 를 가리킨다. 그 중 에는 팽창 강도, 압축 강도, 굴출 강도 가 있다.각 종류 의 강도 는 여러 조건 하 에서 금속 의 성능 에 대해 다른 관점 을 제시 한다.
텅스텐 은 그 의 믿을 수 없는 팽창 강성 으로 유명 합니다. 이 는 물질 이 찢어지기 전 에 펴거나 당기는 동안 견딜 수 있는 최대 스트레스 를 측정 합니다.인장 강도 약 1510 메가파스칼 (MPa)원광은 종종 가장 강한 천연 금속으로 간주됩니다. 높은 녹는점 (3422 ° C 또는 6192 ° F) 과 밀도 또한 내구성과 탄력성에 기여합니다.이러한 특성은 절단 도구와 같은 응용 프로그램에서 필수적입니다., 로켓 엔진 노즐, 방사선 보호.
티타늄 은 그 의 탁월 한 강도 대 무게 비율 로 알려진 또 다른 금속 이다. 순수 티타늄 의 팽창 강도는 약 434 MPa 이다. 그러나, 그것은 텅스텐 의 강도 보다 낮다.가벼운 성질 으로 항공 우주 에서 귀중 한 제품 이다티타늄 합금은 종종 알루미늄과 바나디움과 같은 요소를 포함합니다. 이 합금은 1000 MPa를 초과하는 팽창 강도를 달성 할 수 있습니다.이것은 요구 환경에서의 유용성을 더욱 향상시킵니다..
크롬은 약 560 MPa의 팽창 강도를 가지고 있다. 그것은 경화에 대한 단단성과 저항성을 가지고 있다. 이러한 특성은 스테인리스 스틸 생산에서 중요한 구성 요소가 된다.다른 금속 에 대한 보호 부피 로도 사용 된다크롬의 내구성은 다양한 산업 및 장식용 응용 분야에서 중요한 역할을 계속하고 있음을 보장합니다.
강철은 철과 탄소의 합금이다. 그것은 그 구성에 따라 폭넓은 강도를 나타냅니다. 예를 들어 고탄소 강철은 최대 2000 MPa의 팽창 강도를 달성 할 수 있습니다.이 물질 은 현재 사용 되는 가장 강한 물질 중 하나 입니다.철강 합금의 다재다능성 때문에 건설, 자동차 제조 및 수많은 다른 산업에서 사용할 수 있습니다.
스펙트럼의 반대쪽 끝에서, 일부 금속은 상대적으로 낮은 강도로 특징입니다. 이러한 금속은 종종 틈새 응용 프로그램을 가지고 있습니다.특유의 특성은 약점에도 불구하고 장점입니다..
수은은 방온에서 액체 상태이기 때문에 금속들 사이에서 독특하다. 이 특성으로 인해 당밀성과 압축 강도와 같은 전통적인 용어로 강도를 제한한다.수은 은 다른 금속 과 결합 할 수 있는 능력 으로서 유용 합니다그것은 온도계, 바로미터, 그리고 특정 종류의 스위치와 같은 응용 프로그램에서 사용됩니다.
납 은 상대적으로 낮은 팽성 강도 (약 18 MPa) 와 높은 유연성 을 가진 중금속 이다. 그 부드러움 과 밀도는 방사선 보호, 배터리,그리고 특정 종류의 용접제의 구성 요소로서납의 약함에도 불구하고, 납의 특성은 이러한 맥락에서 필수적입니다.
약 14 MPa 의 견고성 을 가진 진 은 또 다른 상대적으로 약한 금속 이다.주요 용도는 부식 방지 (금속 캔과 같이) 를 위해 다른 금속을 코팅하고 청동 및 텐과 같은 합금틴의 낮은 녹는점과 용합화 용이성은 다양한 산업에서 지속적인 관련성에 기여합니다.
알루미늄 합금은 상당히 강해질 수 있지만 순수한 알루미늄은 약 90 MPa의 팽성 강도를 가지고 있습니다. 이것은 합금되지 않은 형태로 약한 금속 중 하나입니다. 그러나 가벼운 성격,부식 저항성, 그리고 높은 전도성은 순수한 알루미늄을 전기 응용 분야에 유용하게 만듭니다. 또한 포장 및 더 강한 합금의 기초로 사용됩니다.
어떤 금속 이 왜 강하거나 약한지 이해 하는 것 은 그 금속 의 원자 구조 를 탐구 하는 것 과 결합 특성 을 조사 하는 것 을 포함 합니다.여러 가지 주요 요인 들 이 금속 의 강도에 영향을 미칩니다:
밀접하게 포장 된 원자 구조를 가진 금속은 더 높은 강도를 나타내는 경향이 있습니다. 이러한 구조에는 몸 중심의 큐브 (BCC) 격자 등이 있습니다. 그들은 또한 얼굴 중심의 큐브 (FCC) 격자 등이 있습니다.이 구조는 물질에 걸쳐 효율적인 스트레스 분포를 허용.
금속 결합 의 강도, 즉 전자 들 이 원자 의 격자 사이 에 공유 되는 것 은 결정적 인 역할 을 한다. 더 강한 금속 결합 은 더 높은 팽창력 과 압축력 을 가져온다.
불순물 과 합금 과정 의 존재 는 금속 의 강도에 크게 영향을 줄 수 있다. 예 를 들어, 철 에 탄소를 첨가 하면 청정 철 보다 훨씬 강인 한 철 을 생산 한다.다른 원소 들 을 도입 함 으로 금속 의 기계적 특성 을 향상 시킬 수 있다.
열처리 과정은 금속의 미세 구조를 변화시킬 수 있다. 이러한 과정에는 소화, 진열 및 완화 등이 포함된다. 이들은 금속의 강도와 강도를 향상시킨다.이 치료법은 원자의 배열을 변화시킵니다.그들은 또한 재료의 결함 존재에 영향을 미칩니다.
금속 의 다양한 강도 는 금속 을 다양한 용도로 사용 할 수 있게 한다. 각 용도는 그 작업 에 필요한 특정 특성 을 활용 한다.
강한 금속
고강성 강철 및 티타늄 합금은 건물 및 다리 건설에 사용됩니다. 그들은 또한 다른 인프라 프로젝트에 사용됩니다.내구성 및 부하 운반 능력이 중요합니다..
티타늄과 고강성 알루미늄 합금은 항공우주용품에 필수적입니다. 그들은 또한 방위용품에 필수적입니다.가벼운 재료와 높은 강도가 필요합니다.이 재료들은 극한 조건에 견딜 수 있어야 합니다.
울프스탄과 울프스탄 탄화물은 절단 및 드릴링 도구에 사용됩니다. 이것은 그들의 예외적인 경직성 때문입니다. 착용에 대한 저항성 또한 이러한 응용 프로그램에 이상적입니다.
티타늄 의 생물 호환성 과 강도 는 의료 임플란트 에 이상적 으로 사용 할 수 있게 한다. 또한 이식품 에 적합 하다. 또한, 이 물질 은 외과 기구 에 사용 된다.
약한 금속
납 의 밀도 와 부드러움 은 의학 및 산업용 용품 에서 방사선 보호 를 위한 탁월 한 재료 가 된다.
순수한 알루미늄의 전도성과 가벼운 성격은 전기 전선 및 부품에서 유리합니다.
진료료 의 부식 방지 능력 은 다른 금속, 특히 식품 포장 및 파이프 로팅 에 사용 된다.
액체 상태와 본질적인 약함에도 불구하고, 수은의 독특한 특성은 온도계와 풍수계와 같은 정밀 기기에 이용됩니다.
금속의 강도는 매우 다양합니다. 그것은 그들의 원자 구조, 결합, 불순물 및 처리 과정에 의해 영향을 받습니다.그리고 강철 합금은 그들의 예외적인 강도로 유명합니다.수은, 납, 주황과 같은 다른 물질들은 그들의 약함에도 불구하고 특정한 응용분야에서 가치가 있는 특성을 가지고 있습니다. 이러한 차이점을 이해하는 것은 엔지니어, 디자이너,그리고 제조업체는 적절한 재료를 선택그들은 그들의 필요에 가장 적합한 재료를 선택할 수 있습니다. 그들은 강도, 무게, 부식 저항, 그리고 다른 중요한 요소들을 균형 잡을 수 있습니다. 기술이 발전함에 따라,새로운 합금 및 처리 방법의 개발은 금속이 달성 할 수있는 한계를 계속 밀어냅니다.이것은 수많은 산업에서 그들의 사용에 대한 새로운 가능성을 열어줍니다.
