Sprawdzałem kiedyś jakie własciwosci ma czysty uran. Jest niezły, ale dużo gorsze niż np. z węglik wolframu. Ale jednak amunicja czy pancerze zawierające zubożony uran są lepsze od tych z węgliku wolframu. I tak się zastanawiam czy do tworzenia amunicji i pancerzy wykorzystuje się jakieś stopy czy spieki uranu np. węglik Uranu, czy faktycznie czysty uran w jakiś sposób walcuje, hartuje itp. tak że jego własciwosci są znacznie lepsze niż te podawane w internecie.
@5g3g Uran jest bardzo ciezki, twardy i nie kruszy sie. Do tego ma wlasciwosc "samoostrzenia sie", czyli bardzo dobrze penetruje przeszkody, jakby byl pokryty teflonem. Do tego stosunkowo tani.
@5g3g Węglik wolframu jest zbyt kruchy by robić z niego główne elementy poszycia czy czy pociski. Ponieważ pancerze robi się kompozytowe, z wielu rodzajów materiałów, to oczywiscie ceramika znajduje zastosowanie, ale również niekoniecznie węglik wolframu. Dużo częściej spotyka się Al2O3 czyli korund z dodatkiem ZrO2 czy YSZ czyli ZrO2 z dodatkiem tlenku itru. Oba mają są dużo bardziej odporne na kruche pękanie, co w tych zadaniach jest ważniejsze od twardości.
A wracając do Twojego pierwszego pytania. Uranowe pociski i pancerze są zrobione z normalnego metalicznego uranu. Oczywiście prowadzi się tam obróbkę cieplną, ale nie ma ona aż tak gigantycznego wpływu.
@Ucik w pociskach "standardowo" rdzenie robi się z węglika wolframu. Pancerze robi się z materiałów kompozytowych ale np. Abramsy w zależności od wersji mają wkłady ze zubożanego uranu lub "wolframu" (ale domyślam sie że nie jest to czysty wolfram). Dokładny skład jest pewnie ściśle tajny. Poza węglikiem wolframu stosuje się też inne spieki wolframu. Ale z czystym wolframem się nie spotkałem. Może przez analogię , zakładam , że w przypadku uranu może być podobnie. Że nie jest to 99,9% uran tylko jakiś spiek czy stop zawierający 90% uranu ale jednak nie czysty. Czysty uran wg tych informacji z internetu może i jest jednym z twardszych metali, ale np nie tak twardy jak czysty wolfram, a od czystego wolframu jednak wybiera się jego spieki. Piszą że pociski "wolframowe" grzybkują, "uranowe" ulegają samoostrzeniu i to jest ta kluczowa różnica, ale w takim razie powstaje pytanie czemu się tak dzieje. W tym filmiku twardość kulki jest większa niż materiału z którego zrobiona jest prasa. Od czystego uranu miększe są tylko miękkie stale, a z tych pewnie pras się nie robi.
@5g3g To "standardowo" dotyczy tylko niektórych zastosowań. W przypadku penetratorów pocisków podkalibrowych używa się wolframu Tj. rzeczywiście jest to stop. Np z dodatkiem 7% Ni i 3% Fe. Ale dalej większość to wolfram. Węglik wolframu - WC to kompletnie inna grupa materiałów. Pierwsze to stop, drugie to ceramika. Pierwsze jest mniej lub bardziej plastyczne, drugie kruche. A w przypadku tych penetratorów nie możemy dopuścić do nadmiernej kruchości, więc stosuje się stopy wolframu lub stopy w osnowie wolframowej, z racji sposobu formowania nazywane spiekami. W przypadku rdzeni uranowych to jest to również głównie uran.
Spiek - to nazwa która pochodzi od sposobu otrzymywania danego materiału, nie od jego składu i budowy. (Np. te dziurkowane sitka w maszynkach od mięsa bardzo często robiło się ze spieków metalicznych, chociaż jest to niczym nie wyróżniająca się stal). Oczywiście większość ceramiki to spieki, ale również te najtwardsze z metali (które dalej są metalami w pełnym tego słowa znaczeniu) bardzo często robi się jako spieki, ponieważ inne formy otrzymywania są nieefektywne.
Nie wiem jak opisać dobrze proces samoostrzenia, bo sam nie jestem w tej dziedzinie ekspertem, ale w bardzo dużym uproszczeniu, to w przypadku bardzo szybkich odkształceń energia mechaniczna powstająca z deformacji materiału nie zdąży się ulotnić, ale pozostaje w miejscu, co prowadzi do procesu adiabatycznego ścinania (bez wymiany energii). Dzięki temu materiał kruszy się po bokach, a nie grzybkuje. Tj. nie tworzy się na czubku taka pieczarka, która zwiększa efektywną średnicę pocisku.
@Ucik dzięki za informacje.
Węglik wolframu można spiekac dodatkiem innych atomów w celu zmniejszenia kruchości. Ale w sumie jestem amatorem więc nie mam w temacie jakieś dogłebnej wiedzy. Jednak dość łatwo znaleźć informacje że węgliki Wolframu stosowane są dość powszechnie wpociakach przeciwpancernych. Z tego co rozumiem granicą ceramika/stop bywa cieńka.To, że coś jest ceramika w sumie zdecyduje sposób otrzymywania. Spienianie kieruje w stronę ceramiki,ale jeżeli nie ma w składzie same metale to raczej stop. Węglik żelaza stop. Węglik wolframu ceramika. Spieki wolframu i różnych metali stop. Spiek wolframu z dodatkiem węgla -ceramika. Kwalifikacja w sumie nie aż tak istotna, istotniejsze są właściwości
Pytanie dlaczego uran ulega ścinaniu adiabatyczne mu, a spieki na osnowie wolframu- nie.
@5g3g Tak na serio, to o tym czy coś zalicza się do ceramiki czy do metali zależy od tego czy osnowa danego materiału jest metalem/stopem czy ceramiką. Osnowa, czyli ciągła faza wewnątrz której mogą znajdować się pozostałe wydzielenia. O tym czy ta faza jest zaliczana do metali czy ceramiki zależy rodzaj wiązań atomowych. We wszystkich metalach jest to wiązanie metaliczne, charakteryzujące się zdelokalizowanym gazem elektronowym, które zapewnia metalom bardzo dobre przewodnictwo elektryczne i metaliczny poblask, a w ceramice są to wiązania jonowe lub kowalencyjne. Oczywiście problem zaczyna się w materiałach, które mają oba tego typu wiązania. Np. grafit, albo fazy międzymetaliczne. Ale to nie wpływa znacząco na naszą kwestię. No i jeszcze zdarzają się czasami fazy, które historycznie zostały wciągnięte do jednej grupy i (najczęściej metalurdzy) nie chcą ich wypuścić ;)
Wiem, że to nie jest odpowiedź na Twoje główne pytanie, ale chciałem podrzucić tak dla szerzenia ogólnej wiedzy materiałowej.
Na pytanie, dlaczego uran posiada właściwości, które pozwalają finalnie uzyskać efekt samoostrzenia, a inne ciężkie stopy nie niestety nie potrafię udzielić odpowiedzi. Podejrzewam, że jest to jedno z tych bardzo trudnych pytań w stylu dlaczego coś jest takie, a nie inne.
@Agitana Nie do końca się zgadza - w środku jest kula i na początku kula styka się z podłożem w jednym punkcie tylko (b. małym). Potem co prawda kula się nieco spłaszcza na dole, ale i tak powierzchnia styku na dole kuli jest mniejsza niż u góry.
@zarki Bardzo prawdopodobne, ze w prasie podloze jest twardsze a gora wymienna, wiec ma sens. W momencie jak gora sie rozlazla, nacisk na podstawebyl juz stosunkowo niewielki, choc na poczatku kula miala dokladnie taka sama powierzchnie styku po obu stronach.
A wg mnie na dole to nie kula sie splaszczyla, tylko zrobila wglebienie w podlozu.
@adamIM promieniotwórcze są niektóre izotopy uranu inne nie. W prosty sposób tłumacząc jest uran wzbogacony, zubożony i wypalony w reaktorze. Zubożony ma znikomą aktywność i z niego wykonywane są rdzenie amunicji, pancerze a nawet ,swego czasu, balasty w samolotach pasażerskich.
Ciekawą sprawą jest natomiast fakt że uran jest metalem piroforycznym i pod wpływem tarcia i ciśnienia ulega zapłonowi. Ta właściwość jest wykożystywana w amunicji uranowej. Ciekawe że tu do tego nie doszło.
@Ktostamskadstam Bo taki pocisk z prędkością kilkuset metrów na sekundę przedziera się przez pancerz czołgu. Tutaj natomiast wszystko odbywa się z prędkością zdychającego ślimaka w ciąży.
@Krisiek44 Radioaktywność poprawnie przechowywanego uranu 235 także jest pomijalnie mała i na poziomie bardzo bezpiecznym dla człowieka. Dopiero po stworzeniu warunków, które pozwolą przekraczać masę krytyczną dochodzi do zwiększenia częstotliwości rozpadów promieniotwórczych i uran staje się niebezpieczny.
Bardzo podobnie jest z plutonem.
Sprawdzałem kiedyś jakie własciwosci ma czysty uran. Jest niezły, ale dużo gorsze niż np. z węglik wolframu. Ale jednak amunicja czy pancerze zawierające zubożony uran są lepsze od tych z węgliku wolframu. I tak się zastanawiam czy do tworzenia amunicji i pancerzy wykorzystuje się jakieś stopy czy spieki uranu np. węglik Uranu, czy faktycznie czysty uran w jakiś sposób walcuje, hartuje itp. tak że jego własciwosci są znacznie lepsze niż te podawane w internecie.
@5g3g Jeszcze "lepsze" są diamenty; bardzo dobry jest też ołów, miedź albo złoto, bo zależy do czego.
@5g3g Uran jest bardzo ciezki, twardy i nie kruszy sie. Do tego ma wlasciwosc "samoostrzenia sie", czyli bardzo dobrze penetruje przeszkody, jakby byl pokryty teflonem. Do tego stosunkowo tani.
@Agitana uran ciężki tak, ale czy twardy to już bym wątpił...
@PitBull9010 Tyle, ze materialy duzo twardsze (diament, spieki) absolutnie nie nadaja sie do wyrobu amunicji, bo sa zbyt kruche.
@5g3g Węglik wolframu jest zbyt kruchy by robić z niego główne elementy poszycia czy czy pociski. Ponieważ pancerze robi się kompozytowe, z wielu rodzajów materiałów, to oczywiscie ceramika znajduje zastosowanie, ale również niekoniecznie węglik wolframu. Dużo częściej spotyka się Al2O3 czyli korund z dodatkiem ZrO2 czy YSZ czyli ZrO2 z dodatkiem tlenku itru. Oba mają są dużo bardziej odporne na kruche pękanie, co w tych zadaniach jest ważniejsze od twardości.
A wracając do Twojego pierwszego pytania. Uranowe pociski i pancerze są zrobione z normalnego metalicznego uranu. Oczywiście prowadzi się tam obróbkę cieplną, ale nie ma ona aż tak gigantycznego wpływu.
@Ucik w pociskach "standardowo" rdzenie robi się z węglika wolframu. Pancerze robi się z materiałów kompozytowych ale np. Abramsy w zależności od wersji mają wkłady ze zubożanego uranu lub "wolframu" (ale domyślam sie że nie jest to czysty wolfram). Dokładny skład jest pewnie ściśle tajny. Poza węglikiem wolframu stosuje się też inne spieki wolframu. Ale z czystym wolframem się nie spotkałem. Może przez analogię , zakładam , że w przypadku uranu może być podobnie. Że nie jest to 99,9% uran tylko jakiś spiek czy stop zawierający 90% uranu ale jednak nie czysty. Czysty uran wg tych informacji z internetu może i jest jednym z twardszych metali, ale np nie tak twardy jak czysty wolfram, a od czystego wolframu jednak wybiera się jego spieki. Piszą że pociski "wolframowe" grzybkują, "uranowe" ulegają samoostrzeniu i to jest ta kluczowa różnica, ale w takim razie powstaje pytanie czemu się tak dzieje. W tym filmiku twardość kulki jest większa niż materiału z którego zrobiona jest prasa. Od czystego uranu miększe są tylko miękkie stale, a z tych pewnie pras się nie robi.
@5g3g To "standardowo" dotyczy tylko niektórych zastosowań. W przypadku penetratorów pocisków podkalibrowych używa się wolframu Tj. rzeczywiście jest to stop. Np z dodatkiem 7% Ni i 3% Fe. Ale dalej większość to wolfram. Węglik wolframu - WC to kompletnie inna grupa materiałów. Pierwsze to stop, drugie to ceramika. Pierwsze jest mniej lub bardziej plastyczne, drugie kruche. A w przypadku tych penetratorów nie możemy dopuścić do nadmiernej kruchości, więc stosuje się stopy wolframu lub stopy w osnowie wolframowej, z racji sposobu formowania nazywane spiekami. W przypadku rdzeni uranowych to jest to również głównie uran.
Spiek - to nazwa która pochodzi od sposobu otrzymywania danego materiału, nie od jego składu i budowy. (Np. te dziurkowane sitka w maszynkach od mięsa bardzo często robiło się ze spieków metalicznych, chociaż jest to niczym nie wyróżniająca się stal). Oczywiście większość ceramiki to spieki, ale również te najtwardsze z metali (które dalej są metalami w pełnym tego słowa znaczeniu) bardzo często robi się jako spieki, ponieważ inne formy otrzymywania są nieefektywne.
Nie wiem jak opisać dobrze proces samoostrzenia, bo sam nie jestem w tej dziedzinie ekspertem, ale w bardzo dużym uproszczeniu, to w przypadku bardzo szybkich odkształceń energia mechaniczna powstająca z deformacji materiału nie zdąży się ulotnić, ale pozostaje w miejscu, co prowadzi do procesu adiabatycznego ścinania (bez wymiany energii). Dzięki temu materiał kruszy się po bokach, a nie grzybkuje. Tj. nie tworzy się na czubku taka pieczarka, która zwiększa efektywną średnicę pocisku.
@Ucik dzięki za informacje.
Węglik wolframu można spiekac dodatkiem innych atomów w celu zmniejszenia kruchości. Ale w sumie jestem amatorem więc nie mam w temacie jakieś dogłebnej wiedzy. Jednak dość łatwo znaleźć informacje że węgliki Wolframu stosowane są dość powszechnie wpociakach przeciwpancernych. Z tego co rozumiem granicą ceramika/stop bywa cieńka.To, że coś jest ceramika w sumie zdecyduje sposób otrzymywania. Spienianie kieruje w stronę ceramiki,ale jeżeli nie ma w składzie same metale to raczej stop. Węglik żelaza stop. Węglik wolframu ceramika. Spieki wolframu i różnych metali stop. Spiek wolframu z dodatkiem węgla -ceramika. Kwalifikacja w sumie nie aż tak istotna, istotniejsze są właściwości
Pytanie dlaczego uran ulega ścinaniu adiabatyczne mu, a spieki na osnowie wolframu- nie.
@5g3g Tak na serio, to o tym czy coś zalicza się do ceramiki czy do metali zależy od tego czy osnowa danego materiału jest metalem/stopem czy ceramiką. Osnowa, czyli ciągła faza wewnątrz której mogą znajdować się pozostałe wydzielenia. O tym czy ta faza jest zaliczana do metali czy ceramiki zależy rodzaj wiązań atomowych. We wszystkich metalach jest to wiązanie metaliczne, charakteryzujące się zdelokalizowanym gazem elektronowym, które zapewnia metalom bardzo dobre przewodnictwo elektryczne i metaliczny poblask, a w ceramice są to wiązania jonowe lub kowalencyjne. Oczywiście problem zaczyna się w materiałach, które mają oba tego typu wiązania. Np. grafit, albo fazy międzymetaliczne. Ale to nie wpływa znacząco na naszą kwestię. No i jeszcze zdarzają się czasami fazy, które historycznie zostały wciągnięte do jednej grupy i (najczęściej metalurdzy) nie chcą ich wypuścić ;)
Wiem, że to nie jest odpowiedź na Twoje główne pytanie, ale chciałem podrzucić tak dla szerzenia ogólnej wiedzy materiałowej.
Na pytanie, dlaczego uran posiada właściwości, które pozwalają finalnie uzyskać efekt samoostrzenia, a inne ciężkie stopy nie niestety nie potrafię udzielić odpowiedzi. Podejrzewam, że jest to jedno z tych bardzo trudnych pytań w stylu dlaczego coś jest takie, a nie inne.
OK, a z czego było podłoże? Bo ono zdaje się nie uległo odkształceniu.
@zarki Za to góra z czegoś miękkiego, bo twardy materiał pęka i odskakuje, a nie powoli się odkształca.
@zarki Jak gora o mniejszej srednicy zaczela sie rozchodzic, to nacisk na dol juz sie nie zwiekszal.
@Agitana Nie do końca się zgadza - w środku jest kula i na początku kula styka się z podłożem w jednym punkcie tylko (b. małym). Potem co prawda kula się nieco spłaszcza na dole, ale i tak powierzchnia styku na dole kuli jest mniejsza niż u góry.
@zarki Bardzo prawdopodobne, ze w prasie podloze jest twardsze a gora wymienna, wiec ma sens. W momencie jak gora sie rozlazla, nacisk na podstawebyl juz stosunkowo niewielki, choc na poczatku kula miala dokladnie taka sama powierzchnie styku po obu stronach.
A wg mnie na dole to nie kula sie splaszczyla, tylko zrobila wglebienie w podlozu.
@Agitana Ostatnie sekundy nagrania pokazują moim zdaniem odkształconą kulę.
A to nie był czasem kryptonit?
tak, kulka uranu i gość dotyka ją gołym paluchem :) :)
@adamIM Czysty uran jest bardzo słabo radioaktywny.
@adamIM to uran 238, tak zwany zubożony, naturalnie otrzymywany z uranem 235 radioaktywnym, który jest używany do bąbek i reaktorów jądrowych.
@adamIM promieniotwórcze są niektóre izotopy uranu inne nie. W prosty sposób tłumacząc jest uran wzbogacony, zubożony i wypalony w reaktorze. Zubożony ma znikomą aktywność i z niego wykonywane są rdzenie amunicji, pancerze a nawet ,swego czasu, balasty w samolotach pasażerskich.
Ciekawą sprawą jest natomiast fakt że uran jest metalem piroforycznym i pod wpływem tarcia i ciśnienia ulega zapłonowi. Ta właściwość jest wykożystywana w amunicji uranowej. Ciekawe że tu do tego nie doszło.
@Ktostamskadstam Bo taki pocisk z prędkością kilkuset metrów na sekundę przedziera się przez pancerz czołgu. Tutaj natomiast wszystko odbywa się z prędkością zdychającego ślimaka w ciąży.
@Krisiek44 Radioaktywność poprawnie przechowywanego uranu 235 także jest pomijalnie mała i na poziomie bardzo bezpiecznym dla człowieka. Dopiero po stworzeniu warunków, które pozwolą przekraczać masę krytyczną dochodzi do zwiększenia częstotliwości rozpadów promieniotwórczych i uran staje się niebezpieczny.
Bardzo podobnie jest z plutonem.
Wolfram da dosyć podobny rezultat.
Spodziewałem się rozszczepienia jąder :)
Czy uran nie był aby super radioaktywny ?