Chia sẻ:
Tính linh hoạt trong những gì nó bao gồm, tính chất, ví dụ, thí nghiệm
các độ dẻo nó là một đặc tính công nghệ của các vật liệu cho phép chúng biến dạng trước một lực căng; đó là, sự phân tách hai đầu của nó mà không có một vết nứt sớm ở đâu đó ở giữa phần kéo dài. Khi vật liệu dài ra, tiết diện của nó giảm dần, trở nên mỏng hơn.
Do đó, các vật liệu dẻo được gia công cơ học để tạo cho chúng các dạng filiform (dây, cáp, kim, v.v.). Trên máy may, cuộn dây có chỉ cuộn đại diện cho một ví dụ nhà của vật liệu dẻo; mặt khác, sợi dệt không bao giờ có được hình dạng đặc trưng của chúng.
Mục đích của độ dẻo trong vật liệu là gì? Khả năng bao quát khoảng cách xa hoặc thiết kế hấp dẫn, cho dù để phát triển các công cụ, trang sức, đồ chơi; hoặc để vận chuyển một số chất lỏng, chẳng hạn như dòng điện.
Ứng dụng cuối cùng đại diện cho một ví dụ chính về độ dẻo của vật liệu, đặc biệt là kim loại. Các dây đồng tốt (hình trên cùng) là chất dẫn điện tốt, cùng với vàng và bạch kim, có sẵn trong nhiều thiết bị điện tử để đảm bảo hoạt động của chúng.
Một số sợi rất tốt (với độ dày chỉ vài micromet), đến nỗi cụm từ thơ mộng "mái tóc vàng" mang ý nghĩa thực sự. Đồng và bạc cũng vậy..
Độ dẻo sẽ không phải là một tài sản có thể nếu không có sự sắp xếp lại phân tử hoặc nguyên tử để chống lại lực kéo đứt. Và nếu nó không tồn tại, con người sẽ không bao giờ biết dây cáp, ăng ten, cây cầu sẽ biến mất và thế giới sẽ chìm trong bóng tối nếu không có ánh sáng điện (bên cạnh vô số hậu quả khác).
Chỉ số
- 1 Độ dẻo là gì??
- 2 thuộc tính
- 3 Ví dụ về kim loại dẻo
- 3.1 Kích thước hạt và cấu trúc tinh thể của kim loại
- 3.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ dẻo của kim loại
- 4 Thí nghiệm để giải thích độ dẻo cho trẻ em và thanh thiếu niên
- 4.1 Nhai kẹo cao su và plasticine
- 4.2 Trình diễn với kim loại
- 5 tài liệu tham khảo
Độ dẻo là gì?
Không giống như tính linh hoạt, độ dẻo dễ dàng sắp xếp lại cấu trúc hiệu quả hơn.
Tại sao? Bởi vì khi bề mặt nơi sức căng lớn hơn, vật rắn có nhiều phương tiện hơn để trượt các phân tử hoặc nguyên tử của nó, tạo thành các tấm hoặc tấm; trong khi đó lực căng tập trung ở một tiết diện ngày càng nhỏ hơn, trượt phân tử phải hiệu quả hơn để chống lại lực này.
Không phải tất cả các chất rắn hoặc vật liệu đều có thể làm được, và vì lý do đó, chúng bị vỡ khi chịu các thử nghiệm độ bền kéo. Các vết đứt thu được nằm ngang trung bình, trong khi các vật liệu dẻo dễ uốn hình nón hoặc nhọn, dấu hiệu của sự kéo dài.
Vật liệu dẻo cũng có thể vượt qua một điểm căng thẳng. Điều này có thể được tăng lên nếu nhiệt độ tăng lên, vì nhiệt thúc đẩy và tạo điều kiện cho các slide phân tử (mặc dù có một vài trường hợp ngoại lệ). Sau đó, nhờ những vụ lở đất này mà một vật liệu có thể biểu hiện tính dẻo và do đó dễ uốn.
Tuy nhiên, độ dẻo của vật liệu bao gồm các biến khác, chẳng hạn như độ ẩm, nhiệt, tạp chất và cách áp dụng lực. Ví dụ, thủy tinh mới nung chảy là dễ uốn, áp dụng các hình thức filiform; nhưng khi được làm mát, nó trở nên giòn và có thể vỡ với bất kỳ tác động cơ học nào.
Thuộc tính
Vật liệu dẻo có tính chất riêng liên quan trực tiếp đến sự sắp xếp phân tử của chúng. Theo nghĩa này, một thanh kim loại cứng và một thanh đất sét ướt có thể dễ uốn, mặc dù tính chất của chúng rất khác nhau.
Tuy nhiên, tất cả họ đều có một điểm chung: một hành vi dẻo trước khi chia tay. Sự khác biệt giữa vật dẻo và vật đàn hồi?
Vật thể đàn hồi bị biến dạng thuận nghịch, xảy ra ban đầu với vật liệu dẻo; nhưng lực kéo tăng, biến dạng trở nên không thể đảo ngược và vật thể trở nên dẻo.
Từ thời điểm này, dây hoặc sợi có hình dạng xác định. Sau khi kéo dài liên tục, mặt cắt ngang của nó trở nên rất nhỏ và ứng suất kéo quá cao, khiến các phân tử trượt của nó không còn có thể chống lại sự căng thẳng và cuối cùng bị phá vỡ.
Nếu độ dẻo của vật liệu cực kỳ cao, như trong trường hợp vàng, với một gram có thể thu được dây có chiều dài lên tới 66 km, với độ dày 1 μm.
Dây càng dài thu được từ một khối, tiết diện của nó càng nhỏ (trừ khi bạn có hàng tấn vàng để tạo ra một dây có độ dày đáng kể).
Ví dụ về kim loại dẻo
Kim loại là một trong những vật liệu dẻo với vô số ứng dụng. Bộ ba bao gồm các kim loại: vàng, đồng và bạch kim. Một là vàng, cam còn lại màu hồng và bạc cuối cùng. Ngoài những kim loại này, còn có những loại khác có độ dẻo thấp hơn:
-Sắt
-Kẽm
-Đồng thau (và các hợp kim kim loại khác)
-Vàng
-Nhôm
-Samarium
-Magiê
-Vanadi
-Thép (mặc dù độ dẻo của nó có thể bị ảnh hưởng tùy thuộc vào thành phần carbon và các chất phụ gia khác)
-Bạc
-Tin
-Chì (nhưng trong phạm vi nhiệt độ nhỏ nhất định)
Thật khó để đảm bảo, nếu không có kiến thức thực nghiệm trước đây, kim loại nào thực sự dễ uốn. Độ dẻo của nó phụ thuộc vào mức độ tinh khiết và cách các chất phụ gia tương tác với thủy tinh kim loại.
Các biến khác, chẳng hạn như kích thước của các hạt tinh thể và sự sắp xếp của tinh thể, cũng được xem xét. Ngoài ra, số lượng electron và quỹ đạo phân tử liên quan đến liên kết kim loại, nghĩa là trong "biển điện tử" cũng đóng một vai trò quan trọng.
Sự tương tác giữa tất cả các biến vi mô và điện tử này làm cho tính linh hoạt trở thành một khái niệm phải được xử lý sâu với phân tích đa biến; và bạn sẽ thấy sự vắng mặt của một quy tắc chuẩn cho tất cả các kim loại.
Vì lý do này, hai kim loại, mặc dù có đặc điểm rất giống nhau, có thể hoặc không dễ uốn.
Kích thước hạt và cấu trúc tinh thể của kim loại
Các hạt là các phần tinh thể thiếu các bất thường đáng chú ý (khoảng trống) trong mảng ba chiều của chúng. Lý tưởng nhất, chúng phải hoàn toàn đối xứng, với cấu trúc của chúng được xác định rất rõ.
Mỗi hạt cho cùng một kim loại có cấu trúc tinh thể giống nhau; đó là, một kim loại có cấu trúc lục giác nhỏ gọn, hcp, có các hạt với tinh thể với hệ thống hcp. Chúng được sắp xếp theo cách mà trước khi lực kéo hoặc kéo dài chúng trượt lên nhau, như thể chúng là những mặt phẳng gồm các viên bi..
Thông thường, khi các mặt phẳng gồm các hạt nhỏ trượt, chúng phải vượt qua lực ma sát lớn hơn; trong khi nếu chúng lớn, chúng có thể di chuyển tự do hơn. Trên thực tế, một số nhà nghiên cứu tìm cách thay đổi độ dẻo của một số hợp kim thông qua sự tăng trưởng có kiểm soát của các hạt tinh thể của chúng..
Mặt khác, đối với cấu trúc tinh thể, thường là các kim loại có hệ tinh thể fcc (phải đối mặt với khối trung tâm, hoặc khối trung tâm trên các mặt) là dễ uốn nhất. Trong khi đó, kim loại có cấu trúc tinh thể bcc (khối trung tâm cơ thể, khối trung tâm trên các mặt) hoặc hcp, có xu hướng dễ uốn hơn.
Ví dụ, cả đồng và sắt đều kết tinh với sự sắp xếp fcc và dễ uốn hơn kẽm và coban, cả hai đều có sắp xếp hcp.
Ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ dẻo của kim loại
Nhiệt có thể làm giảm hoặc tăng độ dẻo của vật liệu, và các ngoại lệ cũng được áp dụng cho kim loại. Tuy nhiên, theo nguyên tắc chung, trong khi làm mềm kim loại, cơ sở càng lớn để biến chúng thành sợi mà không làm đứt chúng.
Điều này là do sự gia tăng nhiệt độ làm cho các nguyên tử kim loại rung động, dẫn đến sự thống nhất của các hạt; có nghĩa là, một số hạt nhỏ được nối để tạo thành một hạt lớn.
Với các hạt lớn hơn, độ dẻo tăng lên và các slide phân tử phải đối mặt với ít trở ngại vật lý hơn.
Thí nghiệm để giải thích độ dẻo cho trẻ em và thanh thiếu niên
Độ dẻo trở thành một khái niệm cực kỳ phức tạp nếu người ta bắt đầu phân tích bằng kính hiển vi. Vì vậy, làm thế nào để bạn giải thích nó cho trẻ em và thanh thiếu niên? Theo cách mà nó có vẻ đơn giản nhất có thể trước mắt bạn tò mò.
Nhai kẹo cao su và plasticine
Cho đến nay chúng ta đã nói về kim loại và thủy tinh nóng chảy, nhưng có những vật liệu dễ uốn khác: kẹo cao su và plasticine.
Để chứng minh tính linh hoạt của kẹo cao su, nó đủ để nắm lấy hai khối và bắt đầu kéo dài chúng; một bên trái và một bên phải Kết quả sẽ là một cây cầu treo kẹo cao su, sẽ không thể trở lại hình dạng ban đầu trừ khi nó được nhào bằng tay.
Tuy nhiên, sẽ đến một điểm mà cây cầu cuối cùng sẽ bị gãy (và sàn nhà sẽ bị dính kẹo cao su).
Trong hình trên, nó cho thấy một đứa trẻ ấn một cái hộp có lỗ làm cho plasticine nổi lên như thể nó là tóc. Bột chơi khô là ít dẻo hơn dầu; do đó, một thí nghiệm có thể chỉ đơn giản là tạo ra hai con giun đất: một con bằng plasticine khô và con kia được làm ẩm bằng dầu.
Đứa trẻ sẽ nhận thấy rằng sâu dầu dễ dàng hơn để đúc và đạt được chiều dài với chi phí độ dày của nó; Trong khi sâu khô, nó có khả năng bị phá vỡ nhiều lần.
Plasticine cũng đại diện cho một vật liệu lý tưởng để giải thích sự khác biệt giữa tính linh hoạt (thuyền, cổng) và độ dẻo (tóc, giun đất, rắn, kỳ nhông, v.v.).
Trình diễn với kim loại
Mặc dù thanh thiếu niên sẽ không thao túng bất cứ điều gì, nhưng có thể chứng kiến sự hình thành của dây đồng ở hàng đầu tiên có thể là một trải nghiệm hấp dẫn và thú vị đối với họ. Việc chứng minh độ dẻo sẽ còn hoàn thiện hơn nữa nếu chúng ta tiến hành với các kim loại khác, và do đó có thể so sánh độ dẻo của chúng.
Tiếp theo, tất cả các dây phải trải qua liên tục kéo dài đến điểm phá vỡ của chúng. Với điều này, thanh thiếu niên sẽ xác nhận trực quan mức độ linh hoạt ảnh hưởng đến điện trở của dây bị đứt.
Tài liệu tham khảo
- Bách khoa toàn thư về ví dụ (2017). Vật liệu dẻo. Lấy từ: ejemplos.co
- Helmenstine, Anne Marie, Tiến sĩ (Ngày 22 tháng 6 năm 2018). Định nghĩa dễ uốn và ví dụ. Lấy từ: thinkco.com
- Bão hóa. (Ngày 2 tháng 3 năm 2018). Định nghĩa hóa học dẻo. Lấy từ: chemstorm.com
- Chuông T. (ngày 18 tháng 8 năm 2018). Giải thích về độ dẻo: Ứng suất kéo và kim loại. Sự cân bằng. Lấy từ: thebalance.com
- Tiến sĩ Marks R. (2016). Độ dẻo trong kim loại Khoa Kỹ thuật Cơ khí, Đại học Santa Clara. [PDF] Lấy từ: scu.edu
- Reid D. (2018). Độ dẻo: Định nghĩa & ví dụ. Học tập. Lấy từ: học.com
- Clark J. (Tháng 10 năm 2012). Cấu trúc kim loại. Lấy từ: chemguide.co.uk
- Dấu chấm phẩy (2018). Sự thật về vàng. Lấy từ: chemicool.com
- Vật liệu ngày nay. (Ngày 18 tháng 11 năm 2015). Kim loại mạnh vẫn có thể dễ uốn. Yêu tinh Lấy từ: liệustoday.com