Пластичност в това, което се състои, свойства, примери, експерименти

на еластичност това е технологично свойство на материалите, което им позволява да се деформират преди опънното напрежение; разделянето на двата му края, без да има ранна фрактура някъде в средата на продълговата част. Тъй като материалът се удължава, неговото напречно сечение намалява, ставайки по-тънки.

Следователно, пластичните материали се обработват механично, за да им се придадат нишковидни форми (проводници, кабели, игли и т.н.). На шевните машини рулоните с навита нишка представляват домашен пример за сферографитен материал; в противен случай текстилните влакна никога не биха могли да придобият характерните си форми.

Каква е целта на пластичността в материалите? Възможност за покриване на дълги разстояния или атрактивен дизайн, независимо дали за разработване на инструменти, бижута, играчки; или за транспортиране на някои течности, като например електрически ток.

Последното приложение е ключов пример за пластичността на материалите, особено на металите. Фините медни жици (топ изображение) са добри проводници на електроенергия, а заедно със златото и платината, се предлагат в много електронни устройства, за да се гарантира тяхното функциониране..

Някои влакна са толкова фини (с дебелина само няколко микрометра), че поетичната фраза "златна коса" придобива цялото истинско значение. Същото се отнася и за медта и среброто.

Еластичността не би била възможна характеристика, ако нямаше молекулярно или атомно пренареждане за противодействие на инцидентната сила на опън. И ако не съществуваше, човек никога нямаше да знае кабелите, антените, мостовете щяха да изчезнат и светът щеше да остане в тъмнина без електрическа светлина (в допълнение към други безброй последствия).

индекс

• 1 Каква е пластичността??
• 2 Свойства
• 3 Примери за пластични метали
  • 3.1 Размер на зърната и кристални структури на металите
  • 3.2 Влияние на температурата върху пластичността на металите
• 4 Експериментирайте, за да обясните еластичността на децата и юношите
  • 4.1 Дъвка и пластилин
  • 4.2 Демонстрация с метали
• 5 Препратки

Каква е пластичността?

За разлика от ковкостта, пластичността заслужава по-ефективно преструктуриране на структурата.

Защо? Защото, когато повърхността, където напрежението е по-голямо, твърдото вещество има повече средства за плъзгане на своите молекули или атоми, образувайки листове или плочи; като има предвид, че когато напрежението е съсредоточено във все по-малко напречно сечение, молекулярното приплъзване трябва да бъде по-ефективно да противодейства на тази сила.

Не всички твърди вещества или материали могат да го направят и поради тази причина се счупват, когато са подложени на изпитвания на опън. Получените прекъсвания са средно хоризонтални, докато тези на пластичните материали са конични или заострени, знак за разтягане.

Дуктилните материали също могат да преминат през точка на напрежение. Това може да се увеличи, ако температурата се повиши, тъй като топлината насърчава и улеснява молекулярните стъкла (въпреки че има няколко изключения). Именно благодарение на тези свлачища материалът може да проявява пластичност и следователно да е пластичен.

Въпреки това, пластичността на материала включва други променливи, като влажност, топлина, примеси и начина, по който се прилага сила. Например, прясно разтопеното стъкло е пластично, като се използват нишковидни форми; но когато се охлади, става крехка и може да се счупи с всяко механично въздействие.

свойства

Дуктилните материали имат свои собствени свойства, пряко свързани с техните молекулярни структури. В този смисъл твърд метален прът и мокър глинен прът могат да бъдат пластични, въпреки че техните свойства се различават значително.

Въпреки това, всички те имат нещо общо: пластично поведение преди разпадане. Каква е разликата между пластичен и еластичен предмет?

Еластичният обект се реверсивно деформира, което се появява първоначално с пластични материали; но силата на опън се увеличава, деформацията става необратима и обектът става пластичен.

От тази точка жицата или нишката имат определена форма. След непрекъснато разтягане, неговото напречно сечение става толкова малко, а напрежението на опън е твърде високо, че неговите молекулни пързалки вече не могат да противодействат на напрежението и завършват с прекъсване..

Ако пластичността на материала е изключително висока, както в случая на златото, с един грам могат да се получат кабели с дължина до 66 km, с дебелина 1 μm..

Колкото по-удължено е получената тел от маса, толкова по-малко е неговото напречно сечение (освен ако няма тонове злато за изграждане на тел със значителна дебелина).

Примери за пластични метали

Металите са сред пластичните материали с безброй приложения. Триадата се състои от метали: злато, мед и платина. Едната е златна, а другата розово-оранжева и последното сребро. В допълнение към тези метали, има и други с по-ниска пластичност:

-желязо

-цинк

-Месинг (и други метални сплави)

-злато

-алуминий

-самарий

-магнезиев

-ванадий

-Стомана (въпреки че неговата еластичност може да бъде повлияна в зависимост от въглеродния му състав и други добавки)

-Среброто

-калай

-Олово (но в определени малки температурни диапазони)

Трудно е да се гарантира, без предишни експериментални знания, кои метали са наистина пластични. Неговата пластичност зависи от степента на чистота и от взаимодействието на добавките с металното стъкло.

Други променливи, като например размера на кристалните зърна и разположението на кристала, също се разглеждат. В допълнение, броят на електроните и молекулярните орбитали, участващи в металната връзка, т.е. в "морето на електроните", също играе важна роля.

Взаимодействията между всички тези микроскопични и електронни променливи правят пластичността концепция, която трябва да бъде разгледана дълбоко с мултивариантен анализ; и ще откриете липсата на стандартно правило за всички метали.

Поради тази причина два метала, макар и с много сходни характеристики, могат или не могат да бъдат пластични.

Размер на зърната и кристални структури на металите

Зърната са кристални части, които нямат забележими неравности (пропуски) в техните триизмерни масиви. В идеалния случай те трябва да бъдат напълно симетрични, с много добра структура.

Всяко зърно за същия метал има същата кристална структура; метал, с компактна шестоъгълна структура, hcp, има зърна с кристали с hcp система. Те са подредени по такъв начин, че преди силата на сцепление или разтягане те се плъзгат един върху друг, сякаш са равнини, съставени от мрамори..

Като цяло, когато плоскостите, съставени от малки зърна се плъзгат, те трябва да преодолеят по-голяма сила на триене; докато те са големи, те могат да се движат по-свободно. В действителност, някои изследователи се опитват да променят еластичността на някои сплави чрез контролиран растеж на техните кристални зърна..

От друга страна, по отношение на кристалната структура, обикновено металите с кристална система fcc (с лице към кубиката, или кубични центрирани по лицата) са най-пластични. Междувременно, метали с СКК кристални структури (кубично центрирано тяло, центрирано върху лицата) или hcp, са склонни да бъдат по-малко пластични.

Например, както мед, така и желязо кристализират с ГЦК-устройство, и са по-пластични от цинка и кобалта, и двата с hcp споразумения.

Влияние на температурата върху пластичността на металите

Топлината може да намали или увеличи еластичността на материалите, а изключенията се прилагат и за металите. Въпреки това, като общо правило, докато омекотяват металите, толкова по-голямо е съоръжението да се превърнат в нишки, без да се нарушават.

Това е така, защото повишаването на температурата кара металните атоми да вибрират, което води до обединяване на зърната; няколко малки зърна се съединяват, за да образуват голямо зърно.

С по-големи зърна, пластичността се увеличава, а молекулярните пързалки се сблъскват с по-малко физически пречки.

Експериментирайте, за да обясните еластичността на децата и юношите

Еластичността става изключително сложна концепция, ако човек започне да анализира микроскопично. И така, как го обясняваш на деца и юноши? По такъв начин, че да изглежда възможно най-просто пред твоите любопитни очи.

Дъвка и пластилин

Досега говорихме за метали и стопено стъкло, но има и други невероятно пластични материали: дъвки и пластилин..

За да се демонстрира пластичността на дъвката, достатъчно е да вземете две маси и да ги разтеглите; един отляво, а другият отдясно. Резултатът ще бъде този на окачен мост за дъвки, който няма да може да се върне в първоначалната си форма, освен ако не меси с ръце.

Въпреки това, ще дойде точка, където мостът в крайна сметка ще се счупи (и пода ще се оцветят с гума).

На снимката по-горе е показано как едно дете, притиснало контейнер с дупки, прави пластилина да излиза като коса. Сухото тесто за игра е по-малко пластично, отколкото маслено; следователно един експеримент може просто да се състои в създаването на два земни червея: единият със сухия пластилин, а другият да се овлажнява с масло.

Детето ще забележи, че мазният червей е по-лесен за формиране и получаване на дължина за сметка на дебелината му; Докато червеят изсъхва, има вероятност няколко пъти да се счупи.

Пластилинът също така представлява идеален материал за обяснение на разликата между ковкост (лодка, порта) и пластичност (коса, земни червеи, змии, саламандри и др.).

Демонстрация с метали

Въпреки че подрастващите няма да манипулират нищо, възможността да станат свидетели на образуването на медни проводници в първия ред може да бъде привлекателно и интересно преживяване за тях. Демонстрацията на еластичност би била още по-пълна, ако продължим с други метали и по този начин ще можем да сравним тяхната пластичност.

След това всички жици трябва да претърпят постоянно разтягане до точката на скъсване. С това подрастващият визуално ще удостовери как пластичността влияе на съпротивлението на проводника за счупване.

препратки

1. Енциклопедия на примерите (2017). Дуктилни материали. Изтеглено от: ejemplos.co
2. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (22 юни 2018 г.). Делителна дефиниция и примери. Изтеглено от: thoughtco.com
3. Chemstorm. (2 март, 2018 г.). Дуктилна дефиниция Химия. Изтеглено от: chemstorm.com
4. Бел Т. (18 август 2018 г.). Разясняване на пластичността: Напрежение на опън и метали. Балансът. Изтеглено от: thebalance.com
5. Д-р Маркс Р. (2016). Еластичност в металите Катедра по машинно инженерство, Университет Санта Клара. [PDF]. Изтеглено от: scu.edu
6. Reid D. (2018). Еластичност: Определение и примери. Изследване. Изтеглено от: study.com
7. Clark J. (октомври 2012 г.). Метални конструкции. Възстановен от: chemguide.co.uk
8. Chemicool. (2018). Факти за златото. Изтеглено от: chemicool.com
9. Материали днес. (18 ноември 2015 г.). Силните метали все още могат да бъдат пластични. Elsevier. Взето от: materialstoday.com