Что тверже титан или вольфрам

Что тверже титан или вольфрам

Титан и вольфрам. Коротко о главном.

Оба металла, как титан, так и вольфрам, еще десять лет назад практически не использовались в индустрии украшений. Сегодня они приобрели огромную популярность и стали неотъемлемой частью того спектра материалов, который используют в своей работе ювелиры.
Однако у нас до сих пор широкая публика мало знакома с этими металлами, поэтому возникает много вопросов при выборе ювелирных украшений из титана и вольфрама. Рассмотрим некоторые из них. Мы надеемся, что это поможет Вам с выбором продукции, представленной в нашем магазине.

Общеизвестно, что и титан и вольфрама имеют значительно более высокую твердость, чем традиционные драгоценные металлы, такие как золото, серебро или платина. Титан является настолько твердым металлом, что до 85 % конструкционных материалов в космической технике – именно титан и его сплавы. Фактически именно поэтому многие производители украшений из вольфрама и титана дают на свою продукцию пожизненную гарантию. Грубо говоря, повредить изделие из титана или вольфрама можно только при исключительных обстоятельствах, например при взаимодействии с алмазом.

Титан более пластичный, по сравнению с вольфрамом, поэтому он более широко используется в ювелирной промышленности. Если титановое кольцо под большим давлением все-таки возможно согнуть, то кольцо из карбида вольфрама будет в аналогичной ситуации просто разорвано на части. Таким образом, с точки зрения безопасности, кольцо из карбида вольфрама является более «безопасным».

Современные технологии в металлургии позволяют сделать так, что цвет сплава может значительно отличаться от оригинального цвета металла.
Стоит отметить, что это не покрытие или напыление. Цветовая гамма изменяется за счет определенных присадок в сплав в процессе производства.
Таким образом, если кольцо из титана или вольфрама, например, черного цвета, то оно и останется черным. Сколько бы вы его не носили. При этом гипоаллергенные свойства гарантированно сохраняются.

4. Аллергенные свойства.

Многих людей при покупке ювелирных украшений беспокоит следующий вопрос: появится ли быть аллергия на эти драгоценности? Титан давно используется в медицине благодаря своей превосходной биологической совместимости. Титан инертен и поэтому имеет очень высокую стойкость к коррозии. Это не реагирует на соли, солнечный свет или любую химию тела. Когда человек имеет аллергическую реакцию на пару золотых или серебряных сережек, ему рекомендуется переключиться на украшения из титана. В общем и целом, ювелирные изделия из титана безопасны практически для всех. Тем не менее, некоторые украшения из карбида вольфрама содержит в качестве добавки кобальт, на который некоторые люди имеют аллергию.

Титан легче, чем вольфрам, при ненамного меньшей плотности. Титановые сплавы почти на 50% легче нержавеющей стали, и, разумеется, гораздо легче «традиционных» драгоценных металлов.

6. Качество и надежность.

8. Титан элегантен и фешенебелен.

Титан обладает элегантными богатыми серыми тонами платины и намного более привлекательной ценой. Много дизайнеров, таких как Эдвард Мирелл приносят в моду передовые ультрасовременные стили, в кот

Источник

Самые прочные металлы в мире: топ-10

Можете ли вы представить, что произошло, если бы наши предки не обнаружили важные металлы, такие как серебро, золото, медь и железо? Наверное, мы бы до сих пор жили в хижинах, используя камень в качестве основного инструмента. Именно крепость металла сыграла важную роль в формировании нашего прошлого и теперь работают как основа, на которой мы строим будущее.

Некоторые из них очень мягкие и буквально тают в руках, как самый активный металл в мире. Другие — настолько твердые, что их невозможно согнуть, поцарапать или сломать без применения спецсредств.

А если вам интересно, какие металлы самые твердые и прочные в мире, мы ответим на этот вопрос, учитывая различные оценки относительной твердости материалов (шкала Мооса, метод Бринелля), а также такие параметры как:

10. Тантал

У этого металла сразу три достоинства: он прочный, плотный и очень устойчив к коррозии. Кроме того, этот элемент относится к группе тугоплавких металлов, таких как вольфрам. Чтобы расплавить тантал вам придется развести огонь температурой 3 017 °C.

Тантал в основном используется в секторе электроники для производства долговечных, сверхмощных конденсаторов для телефонов, домашних компьютеров, камер и даже для электронных устройств в автомобилях.

9. Бериллий

А вот к этому металлическому красавцу лучше не приближаться без средств защиты. Потому что бериллий высокотоксичен, и обладает канцерогенным и аллергическим действием. Если вдыхать воздух, содержащий пыль или пары бериллия, то возникнет заболевание бериллиоз, поражающее легкие.

Однако бериллий несет не только вред, но и благо. Например, добавьте всего 0,5 % бериллия в сталь и получите пружины, которые будут упругими даже если довести их до температуры красного каления. Они выдерживают миллиарды циклов нагрузки.

Бериллий применяют в аэрокосмической промышленности для создания тепловых экранов и систем наведения, для создания огнеупорных материалов. И даже вакуумная труба Большого Адронного Коллайдера сделана из бериллия.

8. Уран

Это естественное радиоактивное вещество очень широко распространено в земной коре, но сконцентрировано в определенных твердых скальных образованиях.

7. Железо и сталь

Как чистое вещество железо не такое твердое по сравнению с другими участниками рейтинга. Но из-за минимальных затрат на добычу оно часто комбинируется с другими элементами для производства стали.

Сталь — это очень прочный сплав из железа и других элементов, таких как углерод. Это наиболее часто используемый материал в строительстве, машиностроении и других отраслях промышленности. И даже если вы не имеете к ним никакого отношения, то все равно используете сталь каждый раз, когда режете продукты ножом (если он, конечно, не керамический).

6. Титан

Титан — это практически синоним прочности. Он обладает впечатляющей удельной прочностью (30-35 км), что почти вдвое выше, чем аналогичная характеристика легированных сталей.

Будучи тугоплавким металлом, титан обладает высокой устойчивостью к нагреву и истиранию, поэтому является одним из самых популярным сплавов. Например, он может быть легирован железом и углеродом.

Если вам нужна очень твердая и при этом очень легкая конструкция, то лучше чем титан металла не найти. Это делает его выбором номер один для создания различных деталей в авиа- и ракетостроении и судостроении.

5. Рений

Это очень редкий и дорогой металл, который хотя и встречается в природе в чистом виде, обычно идет «довеском»-примесью к молибдениту.

Если бы костюм Железного человека был сделан из рения, он мог бы выдержать температуру в 2000 ° C без потери прочности. О том, что стало бы с самим Железным человеком внутри костюма после такого «фаер-шоу» мы умолчим.

Россия — третья страна в мире по природным запасам рения. Этот металл используется в нефтехимической промышленности, электронике и электротехнике, а также для создания двигателей самолетов и ракет.

4. Хром

По шкале Мооса, которая измеряет устойчивость химических элементов к царапинам, хром находится в пятерке лучших, уступая лишь бору, алмазу и вольфраму.

Хром ценится за высокую коррозионную стойкость и твердость. С ним легче обращаться, чем с металлами платиновой группы, к тому же он более распространен, поэтому хром является популярным элементом, используемым в сплавах, таких, как нержавеющая сталь.

А еще один из прочнейших металлов на Земле используется при создании диетических добавок. Конечно, вы будете принимать внутрь не чистый хром, а его пищевое соединение с другими веществами (например, пиколинат хрома).

3. Иридий

Как и его «собрат» осмий, иридий относится к металлам платиновой группы, и по внешнему виду напоминает платину. Он очень твердый и тугоплавкий. Чтобы расплавить иридий, вам придется развести костер температурой выше 2000 °C.

Иридий считается одним из самых тяжелых металлов на Земле, а также одним из самых устойчивых к коррозии элементов.

2. Осмий

Этот «крепкий орешек» в мире металлов относится к платиновой группе и обладает высокой плотностью. Фактически это самый плотный природный элемент на Земле (22,61 г/см3). По этой же причине осмий не плавится до 3033 ° C.

Когда он легирован другими металлами платиновой группы (такими как иридий, платина и палладий), он может использоваться во многих различных областях, где необходимы твердость и долговечность. Например, для создания емкостей для хранения ядерных отходов.

1. Вольфрам

Самый прочный металл, который только есть в природе. Этот редкий химический элемент также самый тугоплавкий из металлов (3422 ° C).

Впервые он был обнаружен в форме кислоты (триоксида вольфрама) в 1781 году шведским химиком Карлом Шееле. Дальнейшие исследования привели двух испанских ученых — Хуана Хосе и Фаусто д’Эльхуяра — к открытию кислоты из минерала вольфрамита, из которого они впоследствии изолировали вольфрам с помощью древесного угля.

Помимо широкого применения в лампах накаливания, способность вольфрама работать в условиях сильной жары делает его одним из наиболее привлекательных элементов для оружейной промышленности. Во время Второй мировой войны этот металл сыграл важную роль в инициировании экономических и политических отношений между европейскими странами.

Вольфрам также используется для изготовления твердых сплавов, а в аэрокосмической промышленности — для изготовления ракетных сопел.

Таблица предела прочности металлов

Сплавы против металлов

Сплавы представляют собой комбинации металлов, и основной причиной их создания является получение более прочного материала. Наиболее важным сплавом является сталь, которая представляет собой комбинацию железа и углерода.

Чем выше прочность сплава — тем лучше. И обычная сталь тут не является «чемпионом». Особенно перспективными представляются металлургам сплавы на основе ванадиевой стали: несколько компаний выпускают варианты с пределом прочности до 5205 МПа.

А самым прочным и твердым из биосовместимых материалов на данный момент является сплав титана с золотом β-Ti3Au.

Источник

Вольфрам и титан 2021

вольфрам

Номенклатура, происхождение и открытие

В 1779 году Питер Вульф изучил шелеит из Швеции и обнаружил, что в нем содержится новый металл. Два года спустя Карл Вильгельм Шееле восстановил вольфрамовую кислоту из этого минерала и выделил кислотный белый оксид. Еще через два года Хуан и Фаусто Эльхуяр в Вергаре, Испания, изолировали один и тот же оксид металла от идентичной кислоты, уменьшенной от вольфрамита. Они нагревали оксид металла с помощью углерода, уменьшая его до металла вольфрама.

Физические и химические свойства

Он имеет самую высокую температуру плавления всех элементов, сверхвысокую плотность и очень твердый и стабильный. Он имеет самое низкое давление пара, самый низкий коэффициент теплового расширения и максимальную прочность на разрыв для всех металлов. Эти свойства обусловлены сильными ковалентными связями между атомами вольфрама, образованными 5d-электронами. Атомы образуют объемноцентрированную кубическую кристаллическую структуру.

Вольфрам также является проводящим, относительно химически инертным, гипоаллергенным и обладает защитными свойствами излучения. Самая чистая форма вольфрама легко ковкая и обрабатывается путем ковки, экструдирования, вытяжки и спекания. Экструдирование и вытяжка включают в себя толкание и вытягивание, соответственно, горячего вольфрама через «матрицу» (плесень), в то время как спекание представляет собой смешивание вольфрамового порошка с другими порошкообразными металлами для получения сплава.

Коммерческое использование

Вольфрам используется в нагревательных элементах и ​​высокотемпературных печах. Он также встречается в балластах в авиационных хвостах, китовых яхтах и ​​гоночных автомобилях, а также весах и боеприпасах.

Вольфраматы кальция и магния когда-то обычно использовались для нитей в лампах накаливания, но считаются энергонезависимыми. Однако вольфрамовый сплав используется в низкотемпературных сверхпроводящих цепях.

Кристаллические вольфраматы используются в ядерной физике и ядерной медицине, рентгеновских и электронно-лучевых трубах, электродах для дуговой сварки и электронных микроскопах. Триоксид вольфрама используется в катализаторах, таких как один, используемый на электростанциях, работающих на угле. Другие солей вольфрама используются в химической и кожевенной промышленности.

Некоторые сплавы используются в качестве ювелирных изделий, в то время как известно, что они образуют постоянные магниты, а некоторые суперсплавы используются в качестве износостойких покрытий.

титан

Номенклатура, происхождение и открытие

Титан происходит от слова «Титаны», сыновья богини Земли в греческой мифологии. Преподобный Уильям Грегор, любитель-геолог, заметил, что черный песок из ручья в Корнуолле 1791 года был привлечен к магниту. Он проанализировал его и узнал, что песок содержит оксид железа (объясняющий магнетизм), а также минерал, известный как менаханит, который он вывел из неизвестного белого оксида металла. Об этом он сообщил Королевскому геологическому обществу Корнуолла.

В 1795 году прусский ученый Мартин Генрих Клапрот из Бойника исследовал красную руду, известную как Schörl из Венгрии, и назвал элемент неизвестного оксида, который он содержал, титана. Он также подтвердил наличие титана в мениаханите.

Соединение TiO₂ это минерал, известный как рутил. Титан также встречается в минералах ильменита и сфена, встречающихся главным образом в изверженных породах и отложениях, полученных из них, но также распространяющихся по всей литосфере Земли.

Чистый титан был впервые сделан Мэтью А. Хантером в 1910 году в Политехническом институте Ренсселаера путем нагревания тетрахлорида титана (полученного путем нагревания диоксида титана с хлором или серой) и металла натрия в том, что теперь известно как процесс Хантера. Уильям Джастин Кролл затем уменьшил тетрахлорид титана с кальцием в 1932 году и позже уточнил процесс с использованием магния и натрия. Это позволило использовать титан за пределами лаборатории, и то, что сейчас известно как процесс Кролла, по-прежнему используется сегодня.

Титан очень высокой чистоты был произведен в небольших количествах Антоном Эдуардом ван Аркелем и Яном Хендриком де Бором в процессе иодидного или кристаллического бруска в 1925 году путем взаимодействия титана с иодом и отделения паров, образованных по горячей нити. [Iv]

Физико-химические свойства

Титан является пластичным в среде без кислорода и может выдерживать экстремальные температуры из-за относительно высокой температуры плавления. Он немагнитный и имеет низкую электрическую и теплопроводность.

Металл устойчив к коррозии в морской воде, кислой воде и хлоре, а также хороший отражатель инфракрасного излучения. В качестве фотокатализатора он высвобождает электроны в присутствии света, которые взаимодействуют с молекулами с образованием свободных радикалов, которые убивают бактерии. [V]

Титан хорошо соединяется с костью и не токсичен, хотя мелкий диоксид титана является предположительно канцерогеном. Цирконий, самый распространенный изотоп титана, имеет множество различных химических и физических свойств.

Коммерческое использование

Титан чаще всего используется в форме диоксида титана, который является основным компонентом яркого белого пигмента, обнаруженного в красках, пластмассах, эмалях, бумаге, зубной пасте и пищевой добавке E171, которая отбеливает кондитерские изделия, сыры и глазури. Титановые соединения являются компонентом солнцезащитных средств и дымовых завес, используются в пиротехнике и улучшают видимость в солнечных обсерваториях. [VI]

Титан также используется в химической и нефтехимической промышленности и разработке литиевых батарей. Некоторые соединения титана образуют компоненты катализатора, например, используемые в производстве полипропилена.

Титан известен тем, что он используется в спортивных снарядах, таких как теннисные ракетки, гольф-клубы и велосипедные рамы, а также электронное оборудование, такое как мобильные телефоны и ноутбуки. Его хирургические применения включают использование в ортопедических имплантатах и ​​медицинских протезах.

При легировании алюминием, молибденом, железом или ванадием титан используется для покрытия режущих инструментов и защитных покрытий или даже в ювелирных изделиях или в качестве декоративной отделки. TiO₂ покрытия на поверхности стекла или плитки могут уменьшить количество инфекций в больницах, предотвратить запотевание зеркал заднего вида в автомобилях и уменьшить образование грязи на зданиях, тротуарах и дорогах.

Титан является важной частью структур, подверженных воздействию морской воды, таких как опреснительные установки, корпуса кораблей и подводных лодок и гребные валы, а также конденсаторные трубы электростанции. Другие виды использования включают в себя создание компонентов для аэрокосмической и транспортной промышленности и военных, таких как самолеты, космические корабли, ракеты, броня, двигатели и гидравлические системы. Проводятся исследования для определения пригодности титана в качестве материала для хранения ядерных отходов. IV

Основные различия между вольфрамом и титаном

Вольфрам используется в нагревательных элементах, весах, низкотемпературных сверхпроводящих цепях и имеет приложения в ядерной физике и устройствах электронной эмиссии. Титан используется в белых пигментах, спортивном оборудовании, хирургических имплантатах и ​​морских структурах.

Источник

Сходства и отличия колец из вольфрама, титана, тистена и стали

Кольца из карбида вольфрама, титана, тистена и стали завоевали внушительную аудиторию поклонников. Вероятно, вы уже носите одно из них сами. Или находитесь в процессе выбора, сделать который мешают многочисленные вопросы. Правда ли, что вольфрамовое кольцо не царапается? Можно ли уменьшить размер титанового кольца? Чем сталь превосходит золото? Какое кольцо прочнее, а какое дороже? Даем исчерпывающие ответы и раскрываем главные преимущества колец из технологичных материалов.

Описанные особенности относятся к кольцам без декоративных покрытий, цветных напылений и вставок.

Твердость и устойчивость к царапинам

Выяснить, какое кольцо легче поцарапать, поможет ранжирование твердости вольфрама, титана, стали и тистена по десятибальной шкале твердости Мооса. Чем выше числовой коэффициент, тем более твердым является металл, и тем он лучше защищен от деформаций и образования царапин.

Коэффициент твердости:

Кольца из тистена и титана сложно поцарапать при стандартных условиях ношения, даже если редко их снимать. А если поверхностные царапины со временем все-таки появились, ликвидировать дефекты легко полировкой в ювелирной мастерской. И даже после многократных полировочных процедур титановое или тистеновое кольцо будет таким же, как в день покупки.

Хотите исключить появление царапин на 100% — выбирайте карбид вольфрама. Вольфрамовое кольцо настолько твердое, что может поцарапать стекло, керамическую плитку, серебро, золото. И останется невредимым. Вольфрамовые кольца способны выдержать даже трение об асфальт, бетон или напильник из высококачественной инструментальной стали — проверка этого утверждения опытным путем убедила нас в его правдивости.

Стальные кольца противостоят появлению микродефектов в разы слабее вольфрамовых, уступают тистеновым и титановым. Но стоит добавить в рейтинг твердости два популярнейших драгоценных металла, и сталь окажется в середине списка, — коэффициент твердости золота и серебра составляет 2,5-3. То есть царапинами подобные изделия покрываются в два раза легче, чем стальные кольца.

Какое кольцо труднее поцарапать

Можно ли изменить размер

Размер вольфрамового, титанового или тистенового кольца невозможно уменьшить или увеличить. Оборудование традиционных ювелирных мастерских не предназначено для обработки столь твердых металлов.

Аналогичное свойство припишем и стали 316L. Не верите — попробуйте найти мастера, который возьмется за изменение размера стального кольца. А если найдете специалиста с соответствующим оборудованием, стоимость услуги вряд ли обрадует. Ценник будет сравним с изменением размеров кольца из золота и с большой вероятностью превысит первоначальную стоимость вашего кольца.

Выгодная альтернатива при покупке колец в интернете — выбор магазина, предоставляющего услугу бесплатного обмена. Возможность обменять кольцо неподошедшего размера по почте или при посещениие шоурума в нашем магазине доступна в течение 30 дней после получения заказа. Чтобы сократить вероятность ошибочного выбора, рекомендуем перед онлайн-покупкой ознакомиться с методами определения размера кольца в домашних условиях.

Отличия по весу

В нашей четверке обладатели самого малого веса — титановые кольца. Вариант для тех, кто предпочитает максимально легкие украшения или не привык носить кольцо и впервые решился на его покупку. Стальные кольца в 1-1,5 раза тяжелее титановых, но легче моделей из тистена.

Вольфрамовые кольца по весу сравнимы с изделиями из золота и платины, включенных в десятку самых тяжелых металлов в мире. В среднем в 4 раза тяжелее титановых моделей.

Выгодная цена

Титановые и тистеновые кольца среди нашей четверки — в средней ценовой категории. Дешевле вольфрамовых, но незначительно.

Изменение цвета со временем

Если кольцо начало темнеть или проявлять признаки ржавчины, — это украшение посредственного качества. Кольца из вольфрама, титана, тистена и нержавеющей стали (без цветного покрытия) не меняют первоначальный оттенок, не боятся воздействия ультрафиолета, воды (даже морской), устойчивы к коррозии, не окисляются при взаимодействии с кожей (в отличие от некоторых украшений из серебра).

Изменение цвета вольфрамового кольца, как и моделей из тистена или титана — признак повышенного содержания примесей в металлическом сплаве. Равно как и потемнение стального кольца — факт того, что его состав не соответствует зарекомендовавшей себя марке стали 316L.

На каком кольце можно сделать гравировку

Выгравировать надпись можно на кольце из любого металла — стали, титана, тистена и даже карбида вольфрама. В большинстве случаев за нанесение надписей на самые твердые, плохо поддающиеся механической обработке материалы берутся салоны, в которых предлагают услуги лазерной гравировки на нержавеющей стали.

Гипоаллергенные свойства

Причиной аллергии может стать практически любое металлическое украшение. Все зависит от состава сплава и индивидуальной физиологии. Основы сплавов (вольфрам, титан, золото и др.) в большинстве своем — гипоаллергенные. Виновниками негативных реакций становятся примеси и добавки. Они присутствуют в большом числе ювелирных сплавов из платины, серебра, золота, равно как и в составе карбида вольфрама, тистена, стали 316L и даже титана (за исключением титана марки ASTM-F136, из которого создаются украшения для первичного пирсинга, медицинские импланты).

Если вы уже сталкивались с аллергией на никель, хром, кобальт или другие металлы-добавки, исключать возможность повторного ее появление нельзя. Подходить к выбору украшений придется максимально тщательно и, возможно, некоторые виды современной бижутерии для вас окажутся под запретом. В остальных случаях кольца из альтернативных металлов великолепно зарекомендовали себя. Жалобы клиентов на негативные реакции, связанные с моделями из стали 316L, вольфрама, титана и тистена, в нашем магазине являются редкостью.

О других особенностях

Повышенная твердость карбида вольфрама и тистена наделяет кольца завидными преимуществами, но делает их хрупкими. Не в том смысле, что они, как хрусталь, разбиваются на сотни мелких осколков. Но при сильном ударе тяжелым предметом или падении с высоты (на асфальт, керамическую плитку, бетон) кольцо может треснуть или лопнуть, расколоться на две части. В длинной цепи достоинств это, пожалуй, их единственное слабое звено.

Стальные и титановые кольца такой особенности лишены. В случае падения останутся целыми, худший исход — несколько царапин.

О кольцах из вольфрама, титана, тистена и стали с покрытиями

Цветные покрытия не настолько прочные, как сам карбид вольфрама, титан, тистен или сталь. Поэтому с синими, черными, золотистыми и другими цветными кольцами рекомендуется обращаться осторожнее, оберегая от воздействий бытовой химии и других агрессивных веществ, соседства с твердыми предметами. Как увеличить срок службы разноцветных моделей — читайте в статье об особенностях колец с IP и PVD покрытием.

Источник