- จะตรวจสอบความอ่อนได้อย่างไร? ค้อนและกระดุม
- ความสัมพันธ์กับความแข็งและอุณหภูมิ
- บทบาทของพันธะโลหะ
- ผลกระทบของอุณหภูมิและการผสม
- ตัวอย่างวัสดุที่อ่อนได้
- อ้างอิง
ความสามารถในการอ่อนตัวเป็นคุณสมบัติทางกายภาพของสสารซึ่งมีลักษณะโดยการยอมให้ร่างกายหรือวัตถุถูกทำให้เสียรูปโดยการกระทำของแรงโดยไม่เกิดการแตกร้าวในกระบวนการ การกระทำนี้อาจเป็นการทุบค้อนการระเบิดความดันของเครื่องอัดไฮดรอลิกหรือลูกกลิ้ง ไม่ว่าจะด้วยวิธีใดก็ตามที่จะทำให้วัสดุเรียบเป็นแผ่น
จากนั้นความอ่อนแอจะถูกสังเกตเห็นในชีวิตประจำวันในลักษณะที่มีชื่อเสียง แต่ในขณะเดียวกันก็ไม่มีใครสังเกตเห็น ตัวอย่างเช่นอลูมิเนียมฟอยล์แสดงถึงลักษณะที่อ่อนตัวได้ของโลหะนี้เนื่องจากแผ่นที่บางและผิดรูปได้นั้นผลิตด้วยมือของเราเอง
โลหะหรือโลหะผสมที่อ่อนได้ช่วยให้สามารถออกแบบแผ่นไม้อัดหรือแผ่นเพื่อหุ้มผนังหรือโครงสร้างได้ ที่มา: pxhere.
ดังนั้นวิธีการคร่าวๆในการรับรู้ความสามารถในการอ่อนตัวของวัสดุคือการสังเกตว่ามีการทำแผ่นเพลทแผ่นหรือวีเนียร์หรือไม่ ยิ่งพวกมันบางลงก็เป็นเรื่องธรรมดาที่จะคิดว่ามันอ่อนกว่า
คำจำกัดความที่เป็นไปได้อีกประการหนึ่งสำหรับคุณสมบัตินี้คือความสามารถของวัสดุที่จะลดขนาดด้วยกลไกให้เป็นตัว 2D โดยไม่แตกร้าวหรือแตกหัก ดังนั้นเราจึงพูดถึงพฤติกรรมของพลาสติกซึ่งโดยปกติจะศึกษาในโลหะและโลหะผสมรวมทั้งในวัสดุพอลิเมอร์บางชนิด
จะตรวจสอบความอ่อนได้อย่างไร? ค้อนและกระดุม
ความสามารถในการอ่อนตัวของวัสดุสามารถกำหนดได้ในเชิงคุณภาพโดยใช้ค้อนและไฟฉายหากจำเป็น เริ่มตั้งแต่ทรงกลมของโลหะโลหะผสมหรือวัสดุพอลิเมอร์ที่แตกต่างกัน (ซิลิโคนดินน้ำมัน ฯลฯ ) พวกมันจะต้องถูกกระแทกด้วยค้อนจนกว่าพวกมันจะอ่อนตัวลงอย่างเพียงพอในรูปแบบของแผ่นหรือปุ่ม
วัสดุที่อ่อนตัวง่ายกว่าโดยไม่มีรอยแตกหรือรอยแตกในทรงกลมจะอ่อนตัวได้มากกว่าที่อุณหภูมิห้อง ถ้าเมื่อเราชนทรงกลมโลหะมันจะปล่อยเศษชิ้นส่วนเล็ก ๆ ออกมาจากด้านข้างว่ากันว่าโครงสร้างของมันไม่ต้านทานแรงกดและไม่สามารถทำให้เสียรูปทรงได้
มีวัสดุที่อุณหภูมิห้องไม่อ่อนเกินไป การทดลองซ้ำแล้วซ้ำอีกโดยให้ความร้อนแก่ทรงกลมด้วยคบเพลิงบนฐานที่ทนต่ออุณหภูมิสูง จะพบว่ามีโลหะหรือโลหะผสมที่มีความอ่อนตัวมากขึ้น ปรากฏการณ์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมโลหะวิทยา
ยิ่งปุ่มเหล่านี้บางลงและยิ่งมีรอยหักน้อยลงก็จะยิ่งอ่อนมากขึ้นเท่านั้น หากสามารถวัดความดันที่ค้อนออกแรงได้เราจะมีค่าสัมบูรณ์ของความสามารถในการอ่อนตัวของโลหะดังกล่าวที่ได้จากการทดลองนี้และไม่ต้องใช้อุปกรณ์อื่น
ความสัมพันธ์กับความแข็งและอุณหภูมิ
อลูมิเนียมเป็นวัสดุที่อ่อนตัวได้
จากหัวข้อที่แล้วจะเห็นว่าโดยทั่วไปยิ่งอุณหภูมิของวัสดุสูงขึ้นความสามารถในการอ่อนตัวก็จะสูงขึ้นเท่า ๆ กัน ด้วยเหตุนี้โลหะจึงถูกทำให้ร้อนแดงจนสามารถเปลี่ยนรูปเป็นม้วนแผ่นหรือแผ่นได้
นอกจากนี้ความสามารถในการอ่อนมักจะแปรผกผันกับความแข็ง: ความแข็งที่มากขึ้นหมายถึงความอ่อนตัวน้อยลง
ตัวอย่างเช่นสมมติว่าหนึ่งในทรงกลมคือเพชร ไม่ว่าคุณจะใช้เครื่องเป่าลมร้อนมากแค่ไหนในการเป่าครั้งแรกคริสตัลของคุณจะแตกหักทำให้ไม่สามารถทำปุ่มเพชรได้ด้วยวิธีนี้ วัสดุแข็งยังมีลักษณะเปราะซึ่งตรงกันข้ามกับความเหนียวหรือความต้านทาน
ดังนั้นทรงกลมที่แตกเมื่อค้อนทุบเพียงเล็กน้อยจึงแข็งขึ้นเปราะและอ่อนตัวน้อยกว่า
บทบาทของพันธะโลหะ
เพื่อให้ร่างกายอ่อนตัวได้โดยเฉพาะอย่างยิ่งโลหะอะตอมของมันจะต้องสามารถจัดเรียงตัวเองใหม่ได้อย่างมีประสิทธิภาพเพื่อตอบสนองต่อแรงกดดัน
สารประกอบไอออนิกเช่นผลึกโควาเลนต์มีปฏิสัมพันธ์ที่ป้องกันไม่ให้สร้างขึ้นใหม่หลังจากความกดดันหรือผลกระทบ ความคลาดเคลื่อนหรือข้อบกพร่องของคริสตัลจะมีขนาดใหญ่ขึ้นและในที่สุดก็มีรอยแตก นี่ไม่ใช่กรณีของโลหะและโพลีเมอร์ทั้งหมด
ในกรณีของโลหะความสามารถในการอ่อนตัวเกิดจากความเป็นเอกลักษณ์ของพันธะโลหะ อะตอมของมันถูกกักขังไว้ด้วยกันโดยทะเลอิเล็กตรอนที่เดินทางผ่านผลึกจนถึงขีด จำกัด ซึ่งพวกมันไม่สามารถกระโดดจากคริสตัลหนึ่งไปยังอีกคริสตัลหนึ่งได้
ยิ่งพวกเขาพบเม็ดผลึกมากเท่าไหร่โลหะก็จะยิ่งแข็ง (ทนต่อการถูกขูดขีดโดยพื้นผิวอื่น) ดังนั้นจึงมีความอ่อนตัวน้อยลง
อะตอมภายในผลึกโลหะจัดเรียงเป็นแถวและคอลัมน์สามารถเลื่อนเข้าหากันได้เนื่องจากการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนและขึ้นอยู่กับการวางแนวของความดัน (ซึ่งแกนที่ทำหน้าที่) อย่างไรก็ตามแถวของอะตอมไม่สามารถเลื่อนจากคริสตัลหนึ่งไปยังอีกคริสตัลหนึ่งได้ นั่นคือขอบหรือขอบเกรนมีบทบาทต่อต้านการเสียรูปดังกล่าว
ผลกระทบของอุณหภูมิและการผสม
จากมุมมองของอะตอมการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิทำให้เกิดการรวมตัวกันระหว่างเม็ดผลึกและดังนั้นการเลื่อนของอะตอมภายใต้ความกดดัน นั่นคือเหตุผลที่อุณหภูมิเพิ่มความสามารถในการอ่อนตัวของโลหะ
ในทำนองเดียวกันจะเกิดขึ้นเมื่อโลหะผสมเนื่องจากอะตอมของโลหะใหม่ลดขอบเขตของเกรนลงทำให้ผลึกเข้าใกล้กันมากขึ้นและทำให้เกิดการเคลื่อนตัวภายในได้ดีขึ้น
ตัวอย่างวัสดุที่อ่อนได้
ความสามารถในการอ่อนตัวของเงินช่วยให้สามารถสร้างเหรียญที่ผิดรูปได้ ที่มา: Pixabay
ไม่ใช่ว่าวัสดุทั้งหมดที่สังเกตเห็นใน 2D นั้นจำเป็นต้องมีความยืดหยุ่นเนื่องจากถูกตัดหรือผลิตในลักษณะที่ได้รับรูปทรงหรือรูปทรงเรขาคณิตเหล่านี้ เป็นเพราะความสามารถในการอ่อนตัวมีแนวโน้มที่จะมุ่งเน้นไปที่โลหะเป็นส่วนใหญ่และในระดับที่น้อยกว่าสำหรับโพลีเมอร์ ตัวอย่างของโลหะวัสดุหรือของผสมที่อ่อนได้ ได้แก่ :
-Aluminum
-เงิน
-ทองแดง
-ดีบุก
-เหล็ก
-เหล็ก
-Indian
-แคดเมียม
-นิกเกิล
-Platinum
-ทอง
-ทองเหลือง
-Bronze
- โลหะผสมชุบนิกเกิล
- แก้วน้ำร้อน
-Clay
-Silicone
- มุด (ก่อนปรุงอาหาร)
- แป้งโดว์
โลหะอื่น ๆ เช่นไททาเนียมต้องการอุณหภูมิสูงเพื่อให้อ่อนตัวได้ ในทำนองเดียวกันตะกั่วและแมกนีเซียมเป็นตัวอย่างของโลหะที่ไม่อ่อนเกินไปเช่นเดียวกับสแกนเดียมและออสเมียม
โปรดทราบว่าแก้วเครื่องประดับดินเผาและไม้เป็นวัสดุที่อ่อนตัวได้ อย่างไรก็ตามทั้งแก้วและดินเหนียวต้องผ่านขั้นตอนที่มีความอ่อนตัวและสามารถได้รับตัวเลข 2 มิติ (หน้าต่างโต๊ะไม้บรรทัด ฯลฯ )
เกี่ยวกับโลหะการสังเกตที่ดีเพื่อตรวจสอบว่าพวกมันมีความอ่อนตัวได้เพียงใดคือการดูว่าพวกเขาสามารถสร้างเหรียญโลหะผสมได้หรือไม่ เช่นเดียวกับเหรียญทองเหลืองทองแดงและเงิน
อ้างอิง
- Serway & Jewett (2009) ฟิสิกส์: สำหรับวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมด้วยฟิสิกส์สมัยใหม่ เล่ม 2. (พิมพ์ครั้งที่เจ็ด) การเรียนรู้ Cengage
- เทอเรนซ์เบลล์ (16 ธันวาคม 2561). ความสามารถในการอ่อนตัวของโลหะคืออะไร? ดึงมาจาก: thebalance.com
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (04 กันยายน 2562). คำจำกัดความที่อ่อนได้ (ความสามารถในการอ่อนตัว) ดึงมาจาก: thoughtco.com
- Whitten, Davis, Peck & Stanley (2008) เคมี (ฉบับที่ 8) CENGAGE การเรียนรู้
- นาธานครอว์ฟอร์ด (2019) ความอ่อนแอทางเคมี: คำจำกัดความและตัวอย่างวิดีโอ ศึกษา. ดึงมาจาก: study.com
- โรงเรียนอนุบาล Oxhill (2019) วัสดุที่อ่อนได้ กู้คืนจาก: oxhill.durham.sch.uk
- สารานุกรมตัวอย่าง (2019). วัสดุที่อ่อนได้ ดึงมาจาก: example.co
- เหรียญที่ประมูล (2558 29 กันยายน). เหรียญทำอย่างไร? ดึงมาจาก: coins-auctioned.com