Đây là những kim loại cứng nhất thế giới, rất phổ biến và được ứng dụng nhiều trong cuộc sống.
Crom (Cr)
Crom được gọi là kim loại cứng nhất mà loài người biết tới. Kim loại này có độ cứng rất cao, được dùng làm nguyên liệu chính để chế tạo thép không gỉ. Trong hóa học, Crom (Cr) có số hiệu nguyên tử là 24, là nguyên tố thuộc nhóm 6, đặc tính cứng, giòn, độ nóng chảy cao. Bề mặt kim loại Crom được phủ màng Cr203 tạo ra ánh bạc và có khả năng chống xước cao.
Lịch sử tìm ra crom khá dài. Năm 1761, Johann Gottlob Lehmann tìm thấy một khoáng chất màu đỏ cam ở dãy núi Ural và đặt tên cho nó là chì đỏ Siberi. Nó bị xác định nhầm là hợp chất giữa chì với selen và sắt. Thực tế là cromat chì, ngày nay còn được biết đến với tên gọi khoáng chất crocoit.
Năm 1770, Peter Pallas cũng tới khu vực trên và phát hiện ra khoáng chất chì đỏ có thể dùng làm chất nhuộm màu cho sơn. Ứng dụng này đã được phát triển rất nhanh. Chất nhuộm màu vàng sáng sản xuất từ crocoit được ưa thích trong thời trang.
Năm 1797, Louis Vauquelin nhận được mẫu vật chứ crocoit. Ông dùng nó để sản xuất ra oxit crom bằng cách trộn chúng với axit clohidric.
Năm 1798, Vauquelin phát hiện cách cô lập kim loại crom bằng cách nung oxit trong than củi. Bên cạnh đó, ông còn tìm ra dấu vết của crom trong xác loại đá quý như hồng ngọc và ngọc lục bảo.
Thế kỷ 19, crom chuyên dùng để làm màu sơn và làm thành phần để thuộc da. Ngày nay, nó được dùng để chế tạo ra hợp kim. Các hợp kim chứa tới 85% sản lượng crom. Hoặc áp dụng vào công nghiệp hóa chất và sản xuất vật liệu chịu lửa, đúc kim loại. Kim loại cứng nhất crom có thể dùng để làm sơn, thuốc nhuộm, tạo ra dung dịch vệ sinh các thiết bị thủy tinh trong phòng thí nghiệm hoặc có thể dùng làm chất phụ trợ giảm cân trong y học.
Vonfram (W)
Xét về độ bền kéo, có thể nói vonfram giữ vị trí tuyệt đối. Nó là một trong số những kim loại cứng nhất với độ bền tối đa là 1510 megapascal. Bên cạnh đó, nó có độ nóng chảy cao nhất trong tất cả kim loại. Bởi vậy, người ta ứng dụng vonfram vào chế tạo dây tóc bóng đèn, các thiết bị quân đội cũng như một số ngành nghề khác.
Trong chiến tranh thế giới thứ hai, kim loại vonfram góp phần quan trọng vào giao dịch chính trị. Bồ Đào Nha sở hữu mỏ quặng vonframit nên trở thành nguồn cung cấp chủ yếu kim loại cứng nhất vonfram ở châu Âu. Vì có nhiệt độ cao và bền nên nó được dùng để làm nguyên liệu thô sản xuất vũ khí.
Vonfram còn được dùng trong chế tạo sợi ống chân không, bóng đèn tia âm cực, vòi phun động cơ tên lửa, thiết bị sưởi… Nhờ tính dẫn điện cao và tính trơ hóa hóa học, kim loại vonfram còn được dùng trong điện cực, nguồn phát xạ cho các thiết bị chùm tia điện tử, kính hiển vi điện tử.
Osmi (Os)
Không chỉ có độ cứng tốt, Osmi còn là kim loại nặng nhất. Ở trạng thái rắn, Osmi có màu trắng hơi xanh. Kim loại Osmi do hai nhà hóa học người Anh Smithson Tennant và William Hyde Wollaston phát hiện ra năm 1804. Đây là một trong số những kim loại nặng nhất được biết đến, với khối lượng riêng 22,6g/cm3.
Người ta thường ứng dụng Osmi trong các hợp kim không gỉ để bịt đầu ngòi bút và các trụ lề dụng cụ.
Titan (Ti)
Titan được coi là kim loại cứng nhất với sức bền lên tới 430 megapascal. Dù cứng nhưng chúng cũng là kim loại nhẹ nhất, có thể ứng dụng vào nhiều ngành công nghiệp. So với thép, titan cứng hơn và nhẹ hơn. Titan có màu trắng bạc, không bị ăn mòn bởi nước biển và clo.
Năm 1971, William Gregor phát hiện ra titan ở Cornwall, được đặt tên theo thần titan trong thần thoại Hy Lạp. Titan tích tụ trong các khoáng sản được phân bố khắp nơi trong vỏ trái đất và thạch quyển. Các loại sinh vật sống, vực nước, đất, đá cũng có kim loại cứng nhất này.
Khoảng 95% titan được dùng ở dạng titan dioxit – một loại thuốc nhuộm trắng có trong sơn, giấy, nhựa và thuốc đánh răng. Các loại sơn được làm từ titan dioxit được dùng rộng rãi trong thiên văn học vì phản chiếu tốt bức xạ hồng ngoại. Bên cạnh đó, nó cũng được ứng dụng để làm xi măng, đá quý.
Ưu điểm của titan là co dãn tốt, khả năng chống ăn mòn cao, có khả năng chịu đựng nhiệt độ cao và nhẹ. Bởi vậy hợp kim titan được ứng dụng nhiều trong ngành hàng không, chế tạo xe bọc thép, tàu vũ trụ, tàu hải quân, áo chống đạn…
Sắt (Fe)
Sắt là một trong những kim loại cứng nhất được sử dụng rộng rãi hiện nay, có trữ lượng vô cùng dồi dào. Chúng có độ cứng cao nên được dùng làm thiết bị, đồ dùng trong sinh hoạt. Các nhà máy lớn, tòa kiến trúc chọc trời hay nội thất gia đình cũng được làm nhiều từ kim loại này.
Những dấu hiệu đầu tiên về việc sử dụng sắt được phát hiện ở Ai Cập khoảng 4000 năm TCN. Họ chế tạo mũi giáo, đồ trang trí bằng sắt lấy từ các thiên thạch rơi xuống trái đất.
Thế kỷ 12 – thế kỷ 10 TCN, xã hội chuyển đổi nhanh chóng từ dùng vũ khí đồng thau sang vũ khí bằng sắt. Điều này đánh dấu thời kỳ văn minh mới tên là Thời đại đồ sắt. Tuy nhiên, quá trình chuyển đổi này diễn ra không đồng đều trên toàn thế giới.
Sắt chiếm khoảng 95% khối lượng kim loại được sản xuất trên toàn cầu. Kim loại cứng nhất này có giá thành rẻ, lại chịu lực tốt thường được ứng dụng vào sản xuất ôtô, tàu thủy, công trình xây dựng… Oxit sắt dùng để sản xuất các bộ lưu từ tính của máy tính. Khi sản xuất xi măng, người ta thường trộn thêm sunfat sắt để hạn chế tác hại của crom gây bệnh dị ứng xi măng với những người thường xuyên phải tiếp xúc.
Leave a Reply