10 искусственно созданных материалов с уникальными свойствами

Подробный разбор почему дизайн Tesla Cybertruck плохой; Сей-Хай

Вы наверняка слышали о Cybertruck . Не услышать о нем было невозможно. Детище Илона Маска облетело все сайты, паблики и группы. Он будто отвечает на вопрос о том, на что будет похож грузовик, если его спроектируют на Nintendo 64. Правда, такой вопрос никто и никогда не задавал. Тем интереснее получить на него ответ.

Cybertruck точно произвел фурор. Такой же фурор, как слова Маска о непробиваемом стекле, которые за 2 удара опровергли на презентации.

Отсутствие плавных форм и скруглений – даже колесные арки угловатые – все это не очень похоже на обдуманное дизайнерское решение и больше напоминает жесткие ограничения, которые тяжело давят на дизайнера.

Пикап похож на машину, которую построили без средств для штамповки сложных форм из стали, как Citroën FAF или Volkswagen Hormiga.

Эти простые, грубые, но очень удобные в использовании транспортные средства. В них даже был свой шарм. Шарм, которого нет у Cybertruck. Почему так? Мое мнение, что дело в том, что модели вроде Hormiga проектировали с учетом полезности и чувства смирения, в то время как пуленепробиваемый (или нет) Cybertruck, кажется, создан для мира высокомерия.

Кроме того, у ранних моделей грузовых автомобилей с простыми плоскими панелями, которые не требовали сложного прессования, почти всегда было что-то общее: гофры укрепляли эти панели. Посмотрите, например, на Citroën HY Van. Он эффективно покрыт ребрами для придания прочности тонкому металлу.

В Cybertruck вообще нет гофр, он сделан из полностью плоских панелей. Плоские тонкие стальные панели без гофр получаются непрочными. Единственным решением для таких панелей становится толстый и, как следствие, тяжелый слой металла.

Маск сказал, что панели кузова из нержавеющей стали имеют толщину 3 миллиметра. Обычный относительно современный автомобильный листовой металл обычно имеет толщину не более 0,812 мм. Это примерно треть толщины стали Cybertruck.

Итак, вопрос. Зачем? Зачем использовать толстый и тяжелый металл, если вам это не нужно? У тяжелой машины много недостатков. Единственный вариант, почему они выбрали такой дизайн – простота производства в сочетании с отсутствием краски.

Может быть, проблемы с предыдущими моделями – вроде Model S или Model 3 – вынудили их перейти на что-то простое. Отсюда грубый вид толстых плоских панелей, похожий на космический корабль из игры PS1.

Дешевый и простой в сборке — это совсем не плохо, но здесь точно пришлось потратиться. Новый пикап от Tesla похож на конструктор. Он кажется грубоватым и громоздким. Кроме того, не таким оригинальным, поскольку уже в 1970-х были автомобили, использовавшие те же фундаментальные конструкции:

Это UrbaCar – его показали в журнале Mechanix 1975 года. Он удивительно похож на уменьшенный дизайн Cybertruck.

Хотя есть еще более похожий предшественник. Посмотрите на это:

Эта фотография взята из номера «Пентхаус» 1978 года. Я нашел снимок не под матрасом на чердаке – мне прислал его легендарный автомобильный автомобильный дизайнер Кертис Брубейкер, который разработал этот дизайн более 40 лет назад.

Брубейкер сделал из консервной банки машину, в которой есть откидывающаяся рампа. Как и в новом Cybertruck. Да, есть мелкие отличия. Но в целом, этот один и тот же дизайн.

И ладно бы если новый дизайн показал большую практичность. Но нет. Мы уже видели примитивные конструкции электропикапов от таких компаний, как Bollinger, но они, по крайней мере, дают какое-то практическое обоснование. В случае с Bollinger вы получали машину, на которой можно перевезти что-то действительно длинное:

Читайте также:  ГУР МТЗ-82 как устранить неисправности, регулировка гидроусилителя своими руками видео, распределите

Дизайн почти не использует изгибов, но при этом выглядит более утонченно, чем Cybertruck, и кажется гораздо более практичным.

Да, Bollinger стоит дороже, нет пуленепробиваемых стекол, но я не уверен, что вам действительно нужен пуленепробиваемый грузовик. Дизайн авто от Tesla выглядит так, будто в него не очень удобно складывать что-то с боков.

На задних сторонах каркаса есть небольшие вспомогательные задние фонари, так что вы можете ехать с откинутой крышкой. Отсутствие ниши для колеса – отличное решение, хотя мне кажется, что под жарким летним солнцем корпус может накаляться и сильно отбликивать. Возможно, они что-то с этим придумают.

Это может звучать немного глупо, но на этой штуке много острых углов: например, боковые стороны задней двери. Вряд ли будет удобно загружать в эту машину габаритные вещи. Мне нравится и задний багажник (похожий на Honda Ridgeline), и передний багажник, хотя крутой дизайн передней стойки, похоже, ограничивает объем багажника и делает пространство в салоне излишне тесным.

Я не очень уверен на счет видимости. Скорее всего, щелевидное окно сужает поле зрения для водителя.

Я также не увидел зеркал заднего вида – хотя допускаю, что его могут добавить перед производством.

Хотя я и не фанат современного дизайна пикапов, но мне кажется, что Tesla Cybertruck не решает проблемы дизайна. Он выглядит грубым, и я не вижу, как дизайн улучшает что-либо относительно фактической эксплуатации и использования грузовика. Пока это просто неуклюжий грузовик.

Впечатляющие характеристики, конечно, но если я покупаю пикап, то хотел бы получить именно его, а не что-то, способное обогнать Porsche 911 на светофоре.

Я постараюсь придержать мнение, пока не увижу готовый пикап лично. Но первоначальный взгляд на Cybertruck создает у меня впечатление, что этот грузовик, как и многие другие, спроектирован для создания образа бездумного, ненужного запугивания. Например, чтобы по нему стреляли и стучали молотками.

Сам факт того, что Cybertruck похож на автомобили из фильма «Вспомнить все», не означает, что он футуристический.

Какой сплав считается самым прочным в мире?

Металлы вместе с легирующими добавками образуют самый прочный сплав. В первую очередь, это касается твердости. Кроме того, они отличаются рядом показателей, среди которых тепло и электропроводность. Прочные сплавы востребованы в промышленности. Особенно это касается самолетостроения, где наряду с прочностью требуется легкость. В крепких сплавах нуждается автомобилестроение и судостроение.

Титан

О металлах в природе

Металлы разделяются на черные и цветные. Классическим представителем первого вида является железо. Цветные образуют более дорогостоящую группу.

Как производят металлы

Металлы в чистом виде в природе не встречаются. Содержатся они в рудах.

Их производство идет по следующим этапам:

  • определение месторождений;
  • добыча руды:
  • извлечение металла.

Самые прочные из металлов

Прочность — это свойство металла противостоять внешним нагрузкам. Сопротивляемость элемента обеспечивается его внутренней структурой, способной создавать внутреннее напряжение, которое противостоит наружному давлению.

К самым прочным металлам относятся:

  • титан;
  • рений;
  • бериллий;
  • хром;
  • тантал;
  • иридий.

Самый прочный сплав

Самые твердые сплавы в мире — вольфрамовые. Основу составляют порошки, состоящие из нескольких карбидов металлов и кобальта. Смешивание ведется в определенной пропорции. Разработанная учеными технология позволяет получать сплавы высокой степени твердости.

Маркируются такие соединения буквенным обозначением: ВК3, где В —принадлежность к вольфрамовой группе. К — содержание кобальта в процентах.

Физические и химические свойства

Основные физические свойства вольфрамовых сплавов:

  1. Характерной особенностью является красностойкость. Она составляет 800 градусов. Термин означает, что режущая кромка в состоянии выдерживать такую температуру. Это обеспечивается высокой теплопроводностью. Благодаря чему идет отвод тепла.
  2. Высокая твердость, которая составляет 90 единицы по Роквеллу.
  3. Температура плавления достигает 2780 градусов.

Химическая стойкость к внешней среде повышается с увеличением процентного содержания кобальта.

Химические свойства титана

Особенности изготовления и сферы применения

Технология получения твердых сплавов из вольфрама состоит из следующих этапов:

  1. Сначала формируется грубый порошок вольфрама, который затем измельчается и просеивается.
  2. Таким же образом получаются порошки карбида вольфрама и кобальта.
  3. Идет их перемешивание с добавлением клея. В этом качестве выступает каучук, растворенный в бензине.
  4. Смесь подсушивается и прессуется.
  5. Технологический процесс заканчивается двумя спеканиями.
Читайте также:  При включении поворота включается дальний свет ваз 2110

Твердый материал используется в изготовлении следующих изделий:

  • резцов для токарных станков;
  • клейм;
  • валки для прокатки;
  • шариков и обоймы для подшипников.
  • напайки для инструмента горнодобывающего оборудования;

Любое производство нуждается в обработке изделий. Чтобы обеспечить этот процесс, необходим материал более высокой твердости. Эту функцию выполняют твердые сплавы.

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:

  • Модуль Юнга: учитывает эластичность элемента при растяжении, то есть способность объекта к сопротивлению при упругой деформации.
  • Предел текучести: определяет максимальный предел прочности материала, после которого он начинает проявлять пластичное поведение.
  • Предел прочности при растяжении: предельное механическое напряжение, после которого материал начинает разрушаться.

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.

Один из самых твердых металлов в мире имеет два коммерчески значимых применения — ядерное оружие и ядерные реакторы. Таким образом, конечной продукцией урановой промышленности являются бомбы и радиоактивные отходы.

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.

Читайте также:  Отбойник на газель своими руками размеры Sqezo

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

Металл Обозначение Предел прочности, МПа
Свинец Pb 18
Олово Sn 20
Кадмий Cd 62
Алюминий Al 80
Бериллий Be 140
Магний Mg 170
Медь Cu 220
Кобальт Co 240
Железо Fe 250
Ниобий Nb 340
Никель Ni 400
Титан Ti 600
Молибден Mo 700
Цирконий Zr 950
Вольфрам W 1200

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.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector