Метали - вид матеріалів, які використовуютьсялюдиною з давніх часів. Ця група речовин дуже численна, але всі вони мають загальні фізичні характеристики, які прийнято називати металевими властивостями.
Залізо і його сплави (сталь, чавун), мідь,алюміній ... Застосування цих матеріалів знаменувало ривки науково-технічного прогресу на різних етапах розвитку цивілізації. У кожного з цих металів є характеристики, які надають йому унікальну практичну цінність. Спільними ознаками для них є висока тепло- і електропровідність, пластичність - здатність зберігати цілісність при деформації, металевий блиск.
Булатний клинок, розрубує залізні обладунки, ісамий м'який метал, на якому залишаються сліди від найменшого впливу, мають схожу внутрішній устрій. В його основі - кристалічна решітка, у вузлах якої - атоми з позитивним і нейтральним зарядом, між якими знаходиться «електронний газ» - частинки, які покинули зовнішні оболонки атомів через ослаблення зв'язку з ядром. Особлива металева зв'язок між позитивними іонами, розташованими у вузлах кристалічної решітки, здійснюється за рахунок сил тяжіння, що виникають в «електронному газі». Твердість, щільність, температура плавлення металу залежать від концентрації цього «газу».
Відповідь на питання про те, який метал найм'якший,завжди буде предметом обговорення, якщо не узгодити критерії оцінки і визначити саме поняття м'якості. Думка про цю характеристиці матеріалу буде різним у фахівців різних галузей. Металург може розуміти м'якість як підвищену гнучкість, тенденцію сприймати деформації від абразивних матеріалів і т. Д.
Для матеріалознавців важливо мати можливістьоб'єктивно порівнювати різні характеристики речовин. М'якість також повинна мати загальноприйняті критерії оцінки. Самий м'який метал в світі повинен мати загальновизнані показники, що доводять його «рекордні» характеристики. Існує кілька методик, метою яких є вимірювання м'якості різних матеріалів.
Більшість сертифікованих способів вимірюваннятвердості, засновані на вимірюваному за допомогою точних інструментів контактному впливі на досліджуваний матеріал з боку більш твердого тіла, званого індентором. Залежно від виду индентора і від способів вимірювання розрізняють кілька основних методів:
- Метод Брінелля. Визначається діаметр відбитка, що залишається металевим кулькою при вдавливании в поверхню досліджуваного речовини.
- Метод Роквелла. Вимірюється глибина вдавлення в поверхню кульки або алмазного конуса.
- Метод Віккерса. Визначається площа відбитка, що залишається алмазної чотиригранної пірамідкою.
- Твердість по Шору. Є свої шкали для дуже твердих і дуже м'яких матеріалів - вимірюється глибина занурення спеціальної голки або висота відскоку від поверхні спеціального бойка.
Цей шкала для визначення відносноїтвердості мінералів і металів була запропонована на початку XIX століття німцем Фрідріхом Моосом. Вона базується на методі дряпання, коли більш твердий зразок залишає позначку на більш м'якому, і дуже зручна для з'ясування - який метал найм'якший. Стосовно 10 еталонним мінералів, яким присвоєно умовний показник твердості, для випробовуваного речовини визначається місце в шкалі і цифровий індекс. Найм'якший еталонний мінерал - тальк. Він має твердість по Моосу - 1, а самий твердий, алмаз - 10.
Оцінка твердості за шкалою Мооса відбувається попринципом "м'якше - твердіше". Точно визначити, у скільки разів, наприклад, алюміній, який має індекс за шкалою Мооса 2,75, м'якше вольфраму (6,0), можна тільки маючи результати вимірювань, заснованих на інших методах. Але щоб визначити самий м'який метал в таблиці Менделєєва цієї таблиці цілком достатньо.
З мінералогічної шкали Мооса видно, що найбільшм'якими є речовини, що відносяться до лужних металів. Навіть ртуть, знайома багатьом по рідини з градусника, має показник твердості 1,5. М'якше її кілька речовин, що володіють подібними фізико-механічними і хімічними властивостями: літій (0,6 за шкалою Мооса), натрій (0,5), калій (0,4), рубідій (0,3). Самий м'який метал - це цезій, який має за шкалою твердості Мооса показник 0,2.
Фізичні та хімічні властивості лужнихметалів визначаються їх електронної конфігурацією. Вона лише злегка відрізняється від будови інертних газів. Електрон, розташований на зовнішньому енергетичному рівні має рухливістю, яка визначає високу хімічну активність. Самим м'яким металам властива особлива летючість, їх важко добувати і зберігати в незмінному вигляді. Їм притаманні бурхливі хімічні взаємодії з повітрям, водою, киснем.
Назва "цезій" походить від латинського caesius- "небесно-блакитний»: в спектрі, випромінюваному сильно нагрітим речовиною, в інфрачервоному діапазоні видно дві яскраво-сині смужки. У чистому вигляді він добре відбиває світло, схожий на світле золото і має сріблясто - жовтий колір. Цезій - самий м'який метал в світі, показник твердості по Брінеллю - 0,15 Мн / м2 (0,015 кгс / см2). Температура плавлення: + 28,5 ° С, тому в звичайних умовах, при кімнатній температурі цезій знаходиться в напіврідкому стані.
Це рідкісний, дорогий і надзвичайно хімічноактивний метал. В електроніці, радіотехніці і хімічної промисловості високих технологій цезій і сплави на його основі знаходять все більше застосування і потреба в ньому зростає постійно. Затребувані його хімічна активність, здатність утворювати сполуки з високою електропровідністю. Цезій - важливий компонент виробництва спеціальних оптичних приладів, світильників з унікальними властивостями і інших високотехнологічних виробів. При цьому м'якість - не його затребуване якість.
