Металлы будущего

Интересный вопрос: каким должен быть металл будущего – лёгкий или прочный, твёрдый или пластичный. Однозначно ответить на этот вопрос невозможно, ведь, в первую очередь, материал должен быть востребован, а какими будут его качества – отдельная тема.

В перспективе, появятся инновационные металлы, обладающие уникальными свойствами и характеристиками. Но сегодня известен целый список востребованных сплавов и соединений, который состоит из металлов прошлого, настоящего, и, вероятнее всего, будет пользоваться спросом и в будущем.

Свойства и сферы применения

Растущий спрос на «специальные технологичные» сплавы объясняется развитием экономики в направлении новейших технологий. Например, увеличение выпуска электромобилей влечёт за собой востребованность таких элементов как: графит, литий, никель, кобальт. Их уже относят к категории будущего, так как соединения применяются в системах аккумулирования и генерации энергетического потенциала (турбины, аккумуляторы и т.д.).

Алюминиевые сплавы больше полувека считают королями авиационного направления, их используют для выпуска деталей фюзеляжа, силового набора, где предусмотрены высокие растягивающие нагрузки (сплав дюралюминия Д16 и его модификации). На участках летательных аппаратов, испытывающих в большей степени сжимающие нагрузки, применяют сплав с высокой прочностью В95 и его последующие модификации.

Титан

В области металлообработки титановые сплавы ценят за:

Стойкость к повышенному температурному режиму.
Высокую удельную прочность.
Сочетание малой плотности с высокой механической прочностью.
Устойчивость к коррозии.
Возможность применения сварки.
Биологическую безопасность для здоровья людей.

Используют титан в ракетной и авиационной индустрии из-за сочетания необходимой прочности и лёгкости конструкции, для строительства судов. Из сплавов сооружают трубопроводные магистрали, химические реакторы, клапаны и арматурные изделия. Ферротитан служит легирующим компонентом при создании качественных марок сталей. Сплавы можно применять в любой другой сфере, но высокая стоимость ограничивает распространение титановых сплавов.

Алюминий

Молекулы алюминия обладают:

Высокими показателями тепловодности и электрической проводимости.
Достаточной плотностью.
Химической активностью.
Парамагнетизмом, способностью притягиваться к магниту только в пределах магнитного поля.
Температурным режимом плавления +600 градусов.
Устойчивостью к атмосферной коррозии.
Лёгкостью в сочетании с прочностью.

Алюминиевые соединения используют: отрасль самолётостроения, индустрия выпуска космической техники, судостроительная сфера, отрасль производства железнодорожных транспортных средств, автомобилестроительная индустрия, металлургический сегмент рынка.

Медь

Медь – пластичный гибкий металл с золотисто-розовым оттенком, который отличается:

Высокими показателями электропроводности, теплопроводности.
Хорошей удельной теплоёмкостью.
Относительно высоким температурным коэффициентом сопротивления.

Медные заготовки применяются в: электронике, изготовлении теплообменников и климатических систем, производстве трубопроводных магистралей, металлургии.

Никель

Свойствами никеля являются:

Ковкость в сочетании с пластичностью.
Стойкость к окислению в воздухе, воде.
Высокая коррозионная устойчивость.
Способность быть катализатором.
Сочетание вязкости и твёрдости.
Сохранение прочности при высоком температурном режиме.

Никель активно используют: пищевая и медицинская отрасль, химическая индустрия и фармацевтика, авиа-, машино-, станкостроительные организации, для выпуска кабельной продукции, в мебельном производстве и т. д.

Кобальт

Кобальт обладает следующими характеристиками и преимуществами:

Отличной жаропрочностью.
Сочетанием твёрдости и высокой износостойкости.
Устойчивостью к размагничиванию.

Основное направление применения – в качестве добавки при легировании сталей для улучшения механических качеств, повышения жаропрочности. Также используют кобальт в космической, авиационной отрасли.

Литий

Литий – сверхлёгкий металл, который даже всплывает на поверхность воды при погружении. Особенность этого элемента также заключается в том, что он имеет самый высокий температурный режим плавления, кипения. У метала уникальное свойство – он смешивается не со всеми сплавами.

Используют материал для производства: лазерных и термоэлектрических ресурсов, пиротехнических изделий, элементов в ядерной энергетике, металлургии.

Группа редкоземельных металлов

Сюда относятся 17 разных элементов, включая лантан, скандий, иттрий + группа лантаноидов. У всех веществ наблюдается схожесть в химических характеристиках, свойствах. Используют элементы во многих отраслях промышленности: от нефтяной сферы до приборостроения. Из-за дороговизны редкоземельных металлов в чистом виде их применяют редко.

Благородные металлы

Эта группа получила своё название из-за общих свойств – абсолютной защиты от окисления, коррозийных процессов.

Сюда включены:

золото – универсальная «валюта» во все времена;
серебро – ювелирный антибактериальный материал, применяемый ещё в медицине и электронике;
платиновая группа, включая саму платину используется в ювелирных украшения, в химии - как компонент катализаторов;
палладий и т. д.

О перспективах развития инновационных металлов

Создавая новые сплавы, разработчики в области металлургии будут нацелены на усовершенствование разноплановых качеств уже имеющихся материалов. В одной индустрии нужны будут лёгкие и одновременно прочные ресурсы, в другой сфере главное значение будут иметь параметры жаростойкости.

В любом случае, новейшие сплавы металлов должны стать лучше имеющихся аналогов. Прогресс стремительно движется, на сегменте рынка металлургии уже введён искусственный интеллект, способный рассчитывать состав материалов до предельно точных значений. Поэтому инновационные ресурсы, которые поразят наше воображение, уже где-то близко.