Ngày nay cùng với sự phát triển như vũ bão của ngành khoa học công nghệ, nhiều nhà khoa học đã tiến hành thực hiện các nghiên cứu và tìm ra được những kim loại có độ cứng vượt trội đáng kể. Sau đây muahangdambao.com sẽ liệt kê top những kim loại cứng nhất thế giới cùng những ứng dụng của chúng trong cuộc sống hàng ngày nhé! Cùng bắt đầu thôi nào!
Kim loại là gì?
Trước khi đi sâu vào tìm hiểu những loại kim loại cứng nhất là gì thì chúng ta cần biết kim loại là vật chất như thế nào. Nhắc đến kim loại thì người ta thường sẽ biết đến chúng như là một vật chất rắn, có tính dẫn nhiệt và dẫn điện.
Tuy nhiên, cụ thể hơn thì kim loại là những nguyên tố hóa học sẽ tạo ra được các ion dương và có liên kết kim loại. Cùng với phi kim và á kim, kim loại cũng có thể phân biệt bởi mức độ ion hóa. Trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học, kim loại chiếm tới 80% còn phi kim và á kim chỉ chiếm khoảng 20% mà thôi.
Trong tự nhiên, phi kim sẽ chiếm số lượng nhiều hơn mặc dù trên bảng tuần hoàn, các vị trí của kim loại lại chiếm đa số. Những kim loại phổ biến nhất chúng ta có thể kể đến như sắt (Fe), đồng (Cu), vàng (Au), Nhôm (Al), bạc (Ag), Kẽm (Zn)…
Vậy đâu là kim loại cứng nhất trên thế giới hiện nay?
Từ trước đến nay, hầu hết mọi người đều nhầm lẫn và cho rằng kim cương là kim loại cứng nhất. Tuy nhiên, thực tế không phải như vậy, kim cương mặc dù rất cứng thế nhưng nó không phải là kim loại. Vậy nếu không phải kim cương, thì kim loại có độ cứng cao nhất là gì? Đúng vậy, câu trả lời chính xác là “Crom”.
Xem thêm: Thuỷ ngân là gì? Cần làm gì khi nhiệt kế thủy ngân bị vỡ
Top 10 kim loại cứng nhất Trái Đất mà bạn chưa biết
Ngay sau đây chúng tôi sẽ giải đáp cho bạn biết những kim loại cứng nhất thế giới là gì.
Kim loại Crom (Cr)
Trong các phát kiến của con người về kim loại từ trước cho đến nay thì kim loại cứng nhất là Crom và có ký hiệu hóa học là Cr. Crom với độ cứng được các nhà khoa học xác định trên thang đo Mohs là 8,5; cứng gấp đôi sắt. Crom ở trong trạng thái rắn thường có độ bóng cao, màu xám thép, nhiệt độ nóng chảy lớn.
Là kim loại cứng nhất thế giới nên crom được dùng làm nguyên liệu chính trong các ngành công nghiệp sản xuất thép không gỉ. Để giúp tăng cường khả năng chống hiện tượng ăn mòn người ta còn dùng Crom là mạ Crom để chuyển bề mặt nhôm thành ruby. Ngoài ra Cr còn có thể làm thuốc nhuộm, sơn hay chất xúc tác,…
Kim loại Vonfram (W)
Kim loại cứng thứ hai trong danh sách các kim loại trên thế giới chính là Vonfram. Vonfram hay còn được gọi với cái tên là Tungsten, ký hiệu hóa học ngắn gọn của nó là W.
Vonfram với độ cứng được các nhà khoa học xác định dựa theo thang đo Mohs là 7,5. Vonfram tồn tại ở dạng thể rắn là kim loại có màu xám trắng, không ở dạng hợp kim và có điểm nóng chảy cao nhất.
Vonfram được phát hiện vào năm 1781 bởi nhà khoa học có tên Carl Wilhelm Scheele. Sau này, Vonfram đã được các nhà khoa học người Tây Ban Nha chế tạo ra bằng cách oxi hóa axit wolframic cùng với than củi. Vonfram có độ bền kéo cao nhất trong tất cả những kim loại hiện nay khi độ bền kéo tối đa có thể lên đến mức 1510 Megapascals.
Bởi vì có độ nóng chảy cao nhất nên Vonfram thường được ứng dụng nhiều trong các ngành công nghiệp điện tự, là nguyên liệu chính cho dây chuyền chế tạo dây tóc bóng đèn.
Kim loại Osmi (Os)
Osmi được xếp thứ 3 trong số top 10 kim loại nặng nhất. Osmi sẽ có kí hiệu hóa học là Os. Osmi với độ cứng được những nhà khoa học xác định dựa theo thang đo Mohs là 7,0.
Osmi là kim loại có tỉ trọng nặng nhất trong số tất cả các kim loại đã được phát hiện tính cho đến thời điểm hiện nay, khối lượng riêng có thể lên đến 22,6 g/cm khối. Osmi cũng là là kim loại có nhiệt độ nóng chảy xếp vào hàng thứ 5 trong số tất cả các nguyên tố có nhiệt độ nóng chảy cao nhất, nhiệt độ nóng chảy của Osmi có thể lên đến khoảng 3030 độ C.
Khi Osmi ở trạng thái rắn sẽ có màu trắng ánh xanh. Kim loại Osmi có tính chất là cứng, giòn và không bị bào mòn bởi axit. Osmi được đánh giá là một trong những kim loại đắt nhất trên thế giới, được ứng dụng để chế tạo nên các hợp kim không gỉ. Hợp kim Osmi thường được dùng để bịt đầu ngòi bút hoặc các trụ bản lề cho dụng cụ.
Gần đây trong lĩnh vực y tế thì các nhà khoa học Anh cũng đã phát hiện ra hợp chất của Osmi và Rutheni có thể chữa lành được 1 số bệnh ung thư như là ung thư đường ruột và ung thư buồng trứng.
Kim loại Titan (Ti)
Kim loại cứng nhất được xếp hạng 4 phải kể đến là Titan. Titan với kí hiệu hóa học ngắn gọn là Ti. Kim loại Titan được nhà khoa học William Gregor phát hiện ra tại Anh vào khoảng năm 1791 và đã được Martin Heinrich Klaproth đặt tên là Titan – dựa theo tên một thế hệ các vị thần trong truyện thần thoại Hy Lạp.
Kim loại Titan với độ cứng được những nhà khoa học xác định dựa theo thang đo Mohs chính là 6,0.
Khối kim loại Titan nguyên chất này thường có màu trắng bạc. So với các kim loại khác thì Titan lại có tỉ trọng thấp hơn. Độ bền của Titan cũng không được cao và không bị ăn mòn bên trong dung dịch Clo, nước cường toan và cả nước biển giống như một số kim loại khác.
Vì có tỉ trọng nhẹ nên Titan cần được kết hợp với một kim loại mạnh có nhiệt độ nóng chảy cao thì mới có thể trở thành một vật liệu lý tưởng trong ứng dụng cho các ngành công nghiệp.
Titan với đặc tính chính là bền nhẹ được sử dụng rất nhiều trong ngành công nghiệp máy bay. Tính chống ăn mòn với nước biển của nó cũng được ứng dụng trong ngành công nghiệp lắp ráp, đóng tàu.
Còn ứng dụng trong ngành ô tô thì Titan được sử dụng để sản xuất ra các bộ phận động cơ của xe, van xả, lò xo, rocker,… Trong kiến trúc, titan sử dụng kết hợp với những kim loại khác giúp làm giảm chi phí cũng như tăng chất lượng công trình. Đối với ngành thể thao, thì titan được dùng để làm vật liệu sản xuất vợt chơi quần vợt, lacrosse thanh trục, khung xe đạp thể thao,…. Trong y học, Titan được dùng để làm các giả thiết bị như máy bơm tim nhân tạo, tải mang xương, đầu gối cấy ghép, khớp hông thay thế… Bên cạnh đó, Titan còn được ứng dụng để làm thành đồ trang sức.
Kim loại sắt (Fe)
Sắt là loại kim loại đã không còn quá xa lạ trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta, với độ cứng ở mức 4,0 trên thang điểm Mohs, chúng cũng được xếp vào danh sách những chất kim loại cứng nhất thế giới. Sắt cũng là loại kim loại có trữ lượng dồi dào nhất trên thế giới hiện nay. Chúng được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như chế tạo các đồ dùng, thiết bị, máy móc điện tử, xây dựng, y tế…
Kim loại siêu cứng kết hợp từ titanium và vàng
Các nhà khoa học Mỹ đã nghiên cứu và thí nghiệm thành công ra một kim loại cứng nhất hành tinh từ chất liệu titanium và vàng. Theo công bố này thì hợp kim này sẽ cứng gấp 4 lần titanium tinh khiết và nó sẽ được ứng dụng trong ngành y tế. Theo tính toán, chúng sẽ được cấy ghép vào đầu gối của bệnh nhân và không cần phải thay thế sau 10 năm vì khả năng chịu hao mòn tốt.
Xem thêm: Nhựa pp là gì? Được tổng hợp từ đâu? Có an toàn không?
Kim loại Wurtzite boron nitride
Wurtzite boron nitride là hợp chất được tạo thành bởi boron và nitơ có công thức hoá học chung là BN, chúng thường được hình thành trong các vụ phun trào núi lửa. Về mặt lý thuyết thì loại này có độ cứng hơn kim cương khoảng 18%.
Kim loại Lonsdaleite
Chúng được hình thành khi các thiên thạch có chứa than chì va chạm với bề mặt khí quyển của Trái đất, Lonsdaleite đã trở thành một trong những kim loại lớn nhất thế giới.
Nó có cấu trúc tương đối giống với kim cương, do tác động của nhiệt độ cao cũng như áp lực đã biến đổi than chì thành kim cương, nhưng vẫn có thể giữ được hình lục giác graphite của mạng tinh thể. Lonsdaleite được xuất hiện lần đầu tiên vào năm 1967 và theo tính toán của các nhà khoa học thì nó cứng hơn 58% so với kim cương.
Thủy tinh kim loại
Đây là cái tên đứng cuối cùng trong danh sách top 10 những kim loại cứng nhất trên thế giới. Khi bạn dùng búa đập vào kim loại tinh thể này thì chúng sẽ chỉ bị lõm và rất nhanh chóng trở về nguyên trạng như lúc ban đầu.
Nguyên nhân của tình trạng trên đó là do chúng bị thiếu đi các thớ tinh thể nên có thể dễ dàng uốn chúng theo các hình dạng khác nhau. Chúng cứng nhưng lại có cấu trúc giống như chất lỏng nên rất dễ tan chảy ở nhiệt độ thấp và có thể đúc thành khuôn dễ dàng như chất dẻo.
Kim loại có độ cứng nhỏ nhất trên thế giới là gì?
Nếu nhắc tới kim loại có độ cứng thấp nhất thì nhiều người thường nhầm lẫn với Hg. Tuy nhiên, đáp án cho câu hỏi này chính xác là Cs hay Xêsi. Với độ cứng chỉ ở mức 0,2 Mohs và nóng chảy ngay dưới nhiệt độ khoảng 28°C. Cs đã được các nhà khoa học phát hiện ra từ những năm 1860 thông qua một phương pháp vật lý vô cùng độc đáo.
Hy vọng rằng những thông tin chúng tôi vừa cung cấp trên đây đã giúp bạn biết được chất nào cứng nhất trong các kim loại hiện nay. Nếu còn thắc mắc nào thì hãy để lại bình luận dưới bài viết để nhận được câu trả lời nhé!
