Para determinar el metal más fuerte de la Tierra , necesitamos establecer algunas reglas básicas. Para empezar, existen varias formas de medir la resistencia de un metal en particular.
La resistencia a la tracción, medida en libras por pulgada cuadrada (psi), refleja la carga máxima que un material puede soportar sin romperse. El límite elástico mide la cantidad de tensión necesaria para provocar una deformación permanente.
El tungsteno tiene el mayor rendimiento y resistencia a la tracción de cualquier metal puro, lo que lo convierte posiblemente en el metal más fuerte del mundo. Y, sin embargo, no es el elemento metálico más duro ni siquiera el metal más resistente en peso.
Hablando de metal puro, determinar los metales más fuertes también plantea una pregunta:¿el metal más fuerte tiene que ser un metal natural (metal sin alear) o puede ser una aleación de varios metales diferentes? El acero se considera la aleación más fuerte de la Tierra.
Echemos un vistazo a algunos de los metales más fuertes de la Tierra y sus usos sorprendentes.
Contenido
El tungsteno tiene el punto de fusión más alto (3695 K) y la máxima resistencia a la tracción (142.000 psi) de cualquier metal natural. El tungsteno y sus aleaciones se han utilizado para fabricar filamentos para bombillas incandescentes y tubos de televisión.
Por sí solo, este metal raro tiene un 7,5 en la escala de dureza de Mohs (el diamante es 10), pero el carburo de tungsteno compuesto es mucho más duro (9,5) y se utiliza para fabricar herramientas.
El acero es una aleación de dos elementos:hierro (metal) y carbono (no metálico). Las aleaciones de acero varían en su proporción de hierro a acero, así como en cualquier metal adicional presente. Por ejemplo, para crear acero inoxidable, se combinaría acero con cromo. El acero al carbono contiene un mayor porcentaje de carbono, lo que lo hace más resistente que otras aleaciones de acero.
El osmio es uno de los metales naturales más densos del mundo. Sin embargo, el osmio es muy frágil, por lo que normalmente se utiliza con moderación en aleaciones. Puedes encontrar osmio en los componentes de los circuitos eléctricos.
Si piensa en la fuerza como dureza, podría considerar que el cromo es el metal más fuerte del mundo. Con una dureza de 8,5 en la escala de Mohs, el cromo es el metal más duro de la Tierra. También resiste la corrosión, de ahí la popularidad del cromado.
El titanio, llamado así por los colosales titanes de la mitología griega, tiene la relación más alta entre resistencia a la tracción y densidad de cualquier metal en la Tierra. Las aleaciones de titanio (mezclas de titanio y otros metales) cuentan con la relación resistencia-peso más alta de cualquier metal del planeta. El titanio puro es tan resistente como el acero, pero un 45 por ciento más ligero.
La impresionante relación resistencia-peso del titanio ha convertido a las aleaciones de titanio en los materiales preferidos para motores y carrocerías de aviones, cohetes y misiles:cualquier aplicación en la que los componentes metálicos deban ser lo más resistentes y livianos posible. Aunque no es un metal particularmente raro, es caro debido al costo de extraerlo y producirlo.
El Airbus A380, el avión de pasajeros más grande del mundo, incluye 77 toneladas (70 toneladas métricas) de titanio, principalmente en sus enormes motores.
Gracias a una innovación metalúrgica de la década de 1930 llamada "proceso Knox", la forja comercial de titanio entró en pleno apogeo en las décadas de 1940 y 1950. La primera aplicación fue en aviones y submarinos militares (tanto estadounidenses como rusos), y luego en aviones comerciales en la década de 1960.
Allá por 1791, un mineralogista británico aficionado y pastor de una iglesia, William Gregor, recogió una curiosa arena negra en un arroyo cerca de la ciudad de Cornwall. Parte de la arena era magnética, lo que Gregor determinó que era óxido de hierro, pero el otro material era un misterio. Seguramente era otro óxido, pero no uno en los libros de la Royal Geological Society.
El químico alemán Martin Heinrich Klaproth redescubrió este extraño óxido en 1795 y le dio su nombre mitológico, óxido de titanio, en honor a las deidades que precedieron a los olímpicos en la mitología griega.
Aunque fue descubierto a finales del siglo XVIII, el titanio puro no fue aislado de su óxido hasta 1910, cuando el químico estadounidense Matthew Hunter, que trabajaba para General Electric, descubrió cómo extraer el metal plateado de su óxido bajo altas temperaturas y presión. en una "bomba" sellada
La corrosión es un proceso electroquímico que destruye lentamente la mayoría de los metales con el tiempo. Cuando los metales se exponen al oxígeno, ya sea en el aire o bajo el agua, el oxígeno capta electrones y crea lo que llamamos "óxidos" metálicos. Uno de los óxidos corrosivos más comunes es el óxido de hierro, también conocido como óxido.
Pero no todos los óxidos exponen el metal subyacente a la corrosión. Cuando el titanio entra en contacto con el oxígeno, se forma una fina capa de dióxido de titanio (TiO2 ) en su superficie. Esta capa de óxido en realidad protege el titanio subyacente de la corrosión causada por la mayoría de los ácidos, álcalis, contaminación y agua salada.
Las propiedades anticorrosivas naturales del titanio lo convierten en el material ideal no sólo para aviones, sino también para componentes submarinos que están expuestos a agua salada altamente corrosiva. Las hélices de los barcos casi siempre están hechas de titanio, al igual que el lastre interno y los sistemas de tuberías del barco, así como el hardware a bordo expuesto al agua de mar.
Esa misma fina capa de dióxido de titanio que protege al titanio de la corrosión también lo convierte en el material más seguro para implantar en el cuerpo humano. El titanio es totalmente "biocompatible", lo que significa que no es tóxico ni alergénico e incluso puede fusionarse con tejido y hueso humanos.
El titanio es el material quirúrgico elegido para implantes óseos y articulares, placas craneales, raíces de implantes dentales, clavijas para ojos y oídos artificiales, válvulas cardíacas, fusiones espinales e incluso implantes uretrales. Los estudios han demostrado que los implantes de titanio activan el sistema inmunológico del cuerpo para que crezca hueso directamente sobre la superficie del titanio, un proceso llamado osteointegración.
Otras razones por las que el titanio es la opción preferida para los reemplazos de cadera y los clavos para huesos fracturados es que el titanio tiene esa famosa relación alta resistencia-peso, que mantiene los implantes livianos, además exhibe exactamente la misma elasticidad que el hueso humano.
A medida que el precio del titanio puro bajó a finales del siglo XX, los fabricantes comenzaron a buscar más aplicaciones comerciales para este maravilloso metal. La resistencia ligera del titanio lo convertía en una opción ideal para artículos deportivos.
Los primeros palos de golf de titanio llegaron a las tiendas a mediados de la década de 1990, incluido un driver gigante de Callaway conocido como Great Big Bertha. Los palos eran caros en comparación con los de acero o madera, pero su éxito llevó a otros fabricantes deportivos a incursionar en el titanio.
Ahora puede encontrar titanio en cualquier equipo deportivo donde el peso, la resistencia y la durabilidad sean clave:raquetas de tenis, palos de lacrosse, esquís, cuadros de bicicletas, bates de béisbol, equipos de senderismo y montañismo, equipos de campamento e incluso herraduras para caballos de carreras profesionales. /P>
Sólo el 5 por ciento de los 6,3 millones de toneladas (5,7 millones de toneladas métricas) de titanio que se producen cada año se forjan en metal. La gran mayoría se convierte en dióxido de titanio, el mismo material que protege naturalmente al titanio de la corrosión. El dióxido de titanio se utiliza en todo el mundo como pigmento blanqueador no tóxico para pinturas, cosméticos, medicamentos y alimentos, incluido el glaseado blanco para pasteles.
La pintura blanca solía teñirse con un pigmento a base de plomo, pero una vez que se conocieron los efectos del plomo en la salud, el dióxido de titanio tomó el relevo. Resulta que los pigmentos a base de titanio tienen algunas propiedades interesantes.
Los pintores de casas eligen pinturas blancas a base de titanio porque son anticorrosivas y duran más. El óxido de titanio es extremadamente refractivo, lo que le confiere un brillo natural mayor que el de un diamante y produce un tono de blanco particularmente brillante.
El óxido de titanio también refleja la luz infrarroja, razón por la cual siempre se utilizan pinturas a base de titanio en el exterior de los observatorios solares para dispersar la luz infrarroja que emborrona las imágenes.
Ahora eso es genialEl arquitecto Frank Gehry eligió titanio para envolver el exterior del impresionante Museo Guggenheim de Bilbao, que está revestido con 33.000 paneles de titanio que cambian de color y brillo según diferentes condiciones de luz.
Ed. Jonathan Law y Richard Rennie. Un diccionario de química (8 ed.). 2020. (10 de octubre de 2023). https://www.oxfordreference.com/display/10.1093/acref/9780198841227.001.0001/acref-9780198841227
Deziel, Chris. "¿Cuáles son los 10 metales más fuertes de la Tierra?" Ciencia. 13 de marzo de 2018. (10 de octubre de 2023). https://sciencing.com/top-10-strongest-metals-earth-2595.html
"Dureza de Mohs". Enciclopedia Británica. 15 de septiembre de 2023. (10 de octubre de 2023). https://www.britannica.com/science/Mohs-hardness
"Resistencia a la tracción." Enciclopedia Británica. 22 de septiembre de 2023. (10 de octubre de 2023). https://www.britannica.com/science/tensile-strength.
"Tungsteno, W." MatWeb. (10 de octubre de 2023). https://www.matweb.com/search/datasheet_print.aspx?matguid=41e0851d2f3c417ba69ea0188fa570e3
Elementos web. (10 de octubre de 2023). https://www.webelements.com/
