Jo sudėtingumas, savybės, pavyzdžiai, eksperimentai

The lankstumas tai yra technologinė medžiagų savybė, leidžianti deformuotis prieš tempimo įtampą; tai yra, jos dviejų galų atskyrimas be ankstyvo lūžio kažkur pailgos sekcijos viduryje. Medžiaga pailgėja, jos skerspjūvis mažėja, tampa plonesni.

Todėl plastikinės medžiagos yra mechaniškai apdorojamos, kad jos taptų formos (laidai, kabeliai, adatos ir kt.). Siuvimo mašinose ritiniai su ritiniais siūlais yra pavyzdinė plastikų medžiaga; kitaip tekstilės pluoštai niekada negalėtų įsigyti jų būdingų formų.

Kokia yra medžiagų lankstumo paskirtis? Gebėjimas padengti ilgus atstumus ar patrauklius dizainus, nesvarbu, ar tai yra įrankių, papuošalų, žaislų kūrimas; arba kai kurių skysčių, pvz., elektros srovės, transportavimui.

Paskutinis taikymas yra pagrindinis medžiagų, ypač metalų, lankstumo pavyzdys. Puikus vario laidai (viršutinis vaizdas) yra geri elektros laidininkai, o kartu su auksu ir platina yra prieinami daugelyje elektroninių prietaisų, kad būtų užtikrintas jų veikimas..

Kai kurie pluoštai yra tokie puikūs (tik kelių mikrometrų storio), kad poetinė frazė „auksiniai plaukai“ užima visą tikrąją prasmę. Tas pats pasakytina apie varį ir sidabrą.

Dirbtumas nebūtų galimas turtas, jei nebūtų molekulinio ar atominio pertvarkymo, kad būtų išvengta įtempimo jėgos. Ir jei jis nebūtų, žmogus niekada nežinojo kabelių, antenų, tiltų išnyktų, ir pasaulis liktų tamsoje be elektros šviesos (be kitų nesuskaičiuojamų pasekmių)..

Indeksas

• 1 Kas yra lankstumas??
• 2 Ypatybės
• 3 Kaliojo metalo pavyzdžiai
  • 3.1 Metalo grūdų ir kristalinių struktūrų dydis
  • 3.2 Temperatūros įtaka metalų lankstumui
• 4 Eksperimentuokite, kad paaiškintumėte vaikų ir paauglių lankstumą
  • 4.1 Kramtomoji guma ir plastilinas
  • 4.2 Demonstravimas su metalais
• 5 Nuorodos

Kas yra lankstumas?

Skirtingai nuo švelnumo, lankstumas turi būti veiksmingesnis struktūrinis pertvarkymas.

Kodėl? Kadangi kai paviršius, kuriame įtempimas yra didesnis, kieta medžiaga turi daugiau priemonių, kad būtų galima išstumti savo molekules ar atomus, formuoti lakštus ar plokštes; kadangi, kai įtampa koncentruojama vis mažesniame skerspjūvyje, molekulinė slydimo sistema turi būti veiksmingesnė, kad būtų galima įveikti šią jėgą.

Ne visos kietosios medžiagos ar medžiagos gali tai padaryti ir dėl to jie sulaužomi, kai atliekami tempimo bandymai. Gautos pertraukos vidutiniškai yra horizontalios, o plastikinių medžiagų - kūginės arba smailios, pailgėjimo ženklas.

Dirbtinės medžiagos taip pat gali prasiskverbti prieš stresą. Tai galima padidinti, jei temperatūra padidėja, nes šiluma skatina ir palengvina molekulinius skaidres (nors ir yra keletas išimčių). Tuomet dėl ​​šių nuošliaužų medžiaga gali pasižymėti lankstumu ir todėl turi būti kaliojo.

Tačiau medžiagos lankstumas apima kitus kintamuosius, tokius kaip drėgmė, šiluma, priemaišos ir jėgos panaudojimo būdas. Pvz., Šviežiai kondensuotas stiklas yra plastiškas, tvirtinantis formines formas; tačiau atšaldant jis tampa trapus ir gali sulaužyti bet kokiu mechaniniu poveikiu.

Savybės

Stipriosios medžiagos turi savo savybes, tiesiogiai susijusias su jų molekulinėmis priemonėmis. Šia prasme standus metalinis strypas ir drėgnas molio strypas gali būti kaliojo, nors jų savybės labai skiriasi.

Tačiau jie visi turi kažką bendro: plastinis elgesys prieš suskaidymą. Koks skirtumas tarp plastiko ir elastingo objekto?

Elastinis objektas yra grįžtamai deformuojamas, kuris iš pradžių atsiranda su plastinėmis medžiagomis; bet tempimo jėga didėja, deformacija tampa negrįžtama ir objektas tampa plastiku.

Nuo to momento viela arba siūlai turi tam tikrą formą. Po nepertraukiamo tempimo jos skerspjūvis tampa toks mažas, o tempimo įtempis per didelis, kad jo molekulinės skaidres nebegali neutralizuoti įtampos ir galiausiai sulaužo.

Jei medžiagos lankstumas yra labai didelis, kaip ir aukso atveju, su vienu gramu galima gauti iki 66 km ilgio laidus, kurių storis yra 1 μm.

Kuo ilgesnis laidas gaunamas iš masės, tuo mažesnis jo skerspjūvis (nebent turite daug aukso, kad sukurtumėte didelį storį vielą)..

Kaliojo metalų pavyzdžiai

Metalai yra vieni iš plastikinių medžiagų, turinčių daugybę programų. Triją sudaro metalai: auksas, varis ir platina. Vienas iš jų yra auksas, kitas rausvai oranžinis ir paskutinis sidabras. Be šių metalų, yra ir kitų žemesnio lankstumo:

-Geležis

-Cinkas

-Žalvaris (ir kiti metalų lydiniai)

-Auksas

-Aliuminis

-Samariumas

-Magnis

-Vanadis

-Plienas (nors jo lankstumas gali būti paveiktas priklausomai nuo jo anglies sudėties ir kitų priedų)

-Sidabras

-Alavas

-Švinas (tačiau tam tikruose mažuose temperatūros intervaluose)

Sunku užtikrinti, kad be ankstesnių eksperimentinių žinių, kokie metalai yra iš tikrųjų kaliojo. Jo lankstumas priklauso nuo grynumo laipsnio ir kaip priedai sąveikauja su metaliniu stiklu.

Taip pat atsižvelgiama į kitus kintamuosius, pvz., Kristalinių grūdų dydį ir kristalo išdėstymą. Be to, svarbus vaidmuo tenka elektronų ir molekulinių orbitų, dalyvaujančių metalo jungtyje, ty „elektronų jūroje“, skaičiui..

Visų šių mikroskopinių ir elektroninių kintamųjų sąveika leidžia lankstumui sukurti koncepciją, kuri turi būti nagrinėjama giliai, naudojant daugiamatę analizę; ir jūs pamatysite, kad nėra standartinės taisyklės visiems metalams.

Būtent dėl ​​šios priežasties du metalai, nors ir labai panašūs, gali būti arba negali būti kalibruoti.

Metalo grūdų ir kristalinių struktūrų dydis

Grūdai yra kristalinės dalys, kurių trijų dimensijų matricose trūksta pastebimų pažeidimų (spragų). Idealiu atveju jie turėtų būti visiškai simetriški, o jų struktūra labai gerai apibrėžta.

Kiekvienas to paties metalo grūdas turi tą pačią kristalinę struktūrą; tai yra metalas, turintis kompaktišką šešiakampę struktūrą, hcp, turi grūdus su kristalais su hcp sistema. Jie yra išdėstyti taip, kad prieš traukos jėgą ar tempdami jie stumdytų vienas ant kito, lyg jie būtų plokštės, sudarytos iš rutuliukų..

Paprastai, kai plokštumos sudaro smulkūs grūdai, jie turi įveikti didesnę trinties jėgą; nors jei jie yra dideli, jie gali laisvai judėti. Iš tiesų, kai kurie mokslininkai siekia pakeisti tam tikrų lydinių lankstumą kontroliuojant jų kristalinius grūdus..

Kita vertus, kristalinės struktūros, paprastai metalų, turinčių kristalinės sistemos fcc (centruotas kubinis, arba kubinis centre esantis veidas) yra labiausiai kaliojo. Tuo tarpu metalai su bcc kristalinėmis struktūromis (kubinis centras, kubinių centrų ant veidų) arba hcp, linkę būti mažiau kaliojo.

Pavyzdžiui, tiek varis, tiek geležis kristalizuojasi su fcc išdėstymu ir yra labiau kaliojo, nei cinko ir kobalto, abu su hcp susitarimais..

Temperatūros įtaka metalų lankstumui

Šiluma gali sumažinti arba padidinti medžiagų lankstumą, o išimtys taip pat taikomos metalams. Tačiau, kaip taisyklė, tuo pat metu, tuo pat metu minkštinant metalus, tuo didesnė galimybė juos paversti siūlais nepažeidžiant jų.

Taip yra todėl, kad temperatūros padidėjimas sukelia metalinių atomų vibraciją, o tai sąlygoja grūdų suvienijimą; tai reiškia, kad keletas mažų grūdų yra sujungti, kad sudarytų didelį grūdą.

Didesniems grūdams padidėja lankstumas, o molekulinės skaidrės susiduria su mažiau fizinių kliūčių.

Eksperimentuokite, kad paaiškintumėte vaikų ir paauglių lankstumą

Dirbtumas tampa labai sudėtinga koncepcija, jei pradedama analizuoti mikroskopiškai. Taigi, kaip tai paaiškinti vaikams ir paaugliams? Tokiu būdu, kad atrodo, kad jūsų smalsūs akys yra kuo paprastesni.

Kramtomoji guma ir plastilinas

Iki šiol kalbėjome apie metalus ir išlydytą stiklą, tačiau yra ir kitų nepaprastai plastiškų medžiagų: kramtomoji guma ir plastilinas..

Norėdami parodyti kramtomosios gumos elastingumą, pakanka paimti dvi mases ir pradėti jas ištiesti; vienas kairėje, kitas - dešinėje. Rezultatas bus kramtomosios gumos suspensijos tiltas, kuris negalės grįžti į pradinę formą, nebent jis būtų minkštas rankomis.

Tačiau ateis taškas, kur tiltas ilgainiui sulaužys (ir grindys taps guma).

Viršuje esančiame paveikslėlyje parodyta, kaip vaikas, paspaudęs indą su skylutėmis, padaro plastiliną kaip plaukus. Sauso žaislo tešla yra mažiau kalio, nei riebi; todėl eksperimentas gali būti tiesiog dviejų sliekų kūrimas: vienas su sausu plastilinu, o kitas sudrėkintas aliejumi.

Vaikas pastebės, kad aliejingas kirminas yra lengviau pelėsis ir įgyja ilgį jos storio sąskaita; Nors kirminas išdžiūsta, tai greičiausiai baigsis kelis kartus.

Plastilinas taip pat yra ideali medžiaga, paaiškinanti skirtumą tarp malonumo (valtis, vartai) ir lankstumo (plaukai, sliekai, gyvatės, salamandrai ir tt)..

Demonstravimas su metalais

Nors paaugliai nieko nedarys, pirmosios eilės gali matyti vario laidų susidarymą, todėl jiems gali būti patraukli ir įdomi patirtis. Duktyvumo demonstravimas būtų dar išsamesnis, jei tęstume su kitais metalais ir galėtume palyginti jų lankstumą.

Be to, visi laidai turi būti nuolatos tęsiami iki jų lūžio taško. Dėl to paauglys vizualiai patvirtins, kaip lankstumas įtakoja vielos atsparumą lūžimui.

Nuorodos

1. Pavyzdžių enciklopedija (2017). Dirbtinės medžiagos. Gauta iš: ejemplos.co
2. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2018 m. Birželio 22 d.). Kaliojo apibrėžimas ir pavyzdžiai. Gauta iš: thinkco.com
3. Chemstorm. (2018 m. Kovo 2 d.). Kaliojo apibrėžimo chemija. Gauta iš: chemstorm.com
4. Bell T. (2018 m. Rugpjūčio 18 d.). Paaiškinimas: tempimo stresas ir metalai. Likutis. Gauta iš: thebalance.com
5. Marks R. (2016). Metalų lankstumas Santa Clara universiteto Mechanikos inžinerijos katedra. [PDF] Gauta iš: scu.edu
6. Reid D. (2018). Dirbtumas: apibrėžimas ir pavyzdžiai. Tyrimas. Gauta iš: study.com
7. Clark J. (2012 m. Spalio mėn.). Metalinės konstrukcijos. Gauta iš: chemguide.co.uk
8. Chemicole (2018). Faktai apie auksą. Gauta iš: chemicool.com
9. Medžiagos šiandien. (2015 m. Lapkričio 18 d.). Stiprus metalas vis dar gali būti kaliojo. Elsevier Gauta iš: materialstoday.com