MIKÄ ON MUOKATTAVUUS? (ESIMERKKEJÄ MUOVATTAVISTA MATERIAALEISTA) - KULTTUURISANASTO - 2024

Muokattavuus on fysikaalinen ominaisuus aineen, joka on tunnettu siitä, sallimalla elinten tai esineet on muuttaa muotoaan voiman vaikutus ilman halkeilua prosessissa. Tämä toiminta voi olla vasaralla isku, räjähdys, hydraulisen puristimen tai telan paine; millä tahansa tavalla, joka tasoittaa materiaalin arkkiksi.

Sitten muovattavuus havaitaan jokapäiväisessä elämässä tunnetulla tavalla, mutta samalla huomaamatta. Esimerkiksi alumiinifolio edustaa tämän metallin muovautuvaa luonnetta, koska sen avulla omien käsiemme avulla valmistetaan erittäin ohuita ja muotoaan muuttavia arkkeja.

Taivutettavat metallit tai seokset mahdollistavat viilun tai levyjen suunnittelun seinien tai rakenteiden päällystämiseksi. Lähde: Pxhere.

Siksi tarkka menetelmä materiaalin muokautuvuuden tunnistamiseksi on tarkkailla, onko siitä valmistettu arkkeja, levyjä, arkkeja vai viiluja; mitä ohuempia ne ovat, on luonnollista ajatella, että mitä muovivammat ne ovat.

Toinen mahdollinen määritelmä tälle ominaisuudelle olisi materiaalin kyky pelkistää mekaanisesti 2D-kappaleeksi ilman halkeilua tai hajoamista. Siksi puhumme muovisesta käyttäytymisestä, jota yleensä tutkitaan metalleissa ja seoksissa sekä tietyissä polymeerimateriaaleissa.

Kuinka määrittää muovattavuus? Vasara ja napit

Materiaalin muokattavuus voidaan määrittää laadullisesti käyttämällä vasaraa ja tarvittaessa soihtua. Alkaen eri metallien, seosten tai polymeerimateriaalien (silikonit, plastiliinit jne.) Palloista, ne altistetaan vasaralle, kunnes ne on pehmennetty riittävästi arkin tai napin muodossa.

Materiaali, joka on helpompi pehmentää ilman pallojen halkeamia tai halkeamia, on muokattavissa huoneenlämpötilassa. Jos osumme metallipalloon, se vapauttaa pieniä sirpaleita sivuilta, sanotaan, että sen rakenne ei kestä paineita ja että se ei voi muodonmuuttua.

On materiaaleja, jotka huoneenlämpötilassa eivät ole liian muovattavia. Koe toistetaan lämmittämällä palloja taskulampulla pohjalle, joka kestää korkeita lämpötiloja. On havaittavissa, että on metalleja tai seoksia, jotka ovat nyt muokattavissa; ilmiö, jota käytetään laajalti metallurgisessa teollisuudessa.

Mitä ohuempia nämä painikkeet ovat, ja mitä vähemmän murtumia ne ovat kuumia, sitä muovattavampia ne ovat. Jos vasaran kohdistama paine voitaisiin määrittää, meillä olisi absoluuttiset arvot tällaisten metallien muovattavuudesta, jotka on saatu tämän kokeen avulla ja turvautumatta muihin laitteisiin.

Suhde kovuuteen ja lämpötilaan

Alumiini on muovattava materiaali.

Edellisestä osasta nähtiin, että mitä korkeampi materiaalin lämpötila on, sitä muokattavuus on yhtä korkea. Tästä syystä metalleja kuumennetaan punaisella kuumalla, jotta ne voidaan muotoilla rulliksi, levyiksi tai levyiksi.

Lisäksi muovattavuus on yleensä käänteisesti verrannollinen kovuuteen: suurempi kovuus merkitsee vähemmän muokattavuutta.

Kuvittele esimerkiksi, että yksi palloista on timantti. Riippumatta siitä, kuinka paljon lämmität sitä puhalluksella, vasaran ensimmäisellä iskulla kiteesi murtuvat, mikä tekee mahdottomaksi tällä menetelmällä tehdä timanttipainiketta. Koville materiaaleille on tunnusomaista myös se, että ne ovat hauraita, mikä on päinvastoin sitkeydelle tai kestävyydelle.

Siten pallot, jotka halkeilevat vasaran pienimmissä iskuissa, ovat kovempia, hauraita ja vähemmän muokattavia.

Metallisidoksen rooli

Jotta vartalo olisi muovattavissa, erityisesti metallista, sen atomien on kyettävä uudelleenjärjestäytymään tehokkaasti paineen mukaan.

Ioniyhdisteillä, kuten kovalenttisilla kiteillä, on vuorovaikutuksia, jotka estävät niitä palautumasta paineen tai iskun jälkeen; dislokaatiot tai kideviat suurenevat ja murtumia lopulta ilmenee. Näin ei ole kaikissa metalleissa ja polymeereissä.

Metallien tapauksessa muokattavuus johtuu metallisidoksen ainutlaatuisuudesta. Sen atomeja pitää yhdessä elektronien meri, joka kulkee kiteiden läpi rajoihinsa, missä ne eivät voi hypätä kristallista toiseen.

Mitä enemmän kiteisiä jyviä ne löytävät, sitä kovempi (kestää toisen pinnan naarmuuntumisen) metalli on, ja siksi sitä vähemmän muovattava.

Metallikiteiden sisällä olevat atomit on järjestetty riveiksi ja sarakkeiksi, jotka pystyvät liukumaan yhteen niiden elektronien liikkuvuuden ansiosta ja riippuen paineen suunnasta (millä akselilla se toimii). Atomirivi ei kuitenkaan voi liukua kidestä toiseen; toisin sanoen sen reunat tai viljarajat pelaavat tällaista muodonmuutosta vastaan.

Lämpötilan ja seostamisen vaikutus

Atominäkökulmasta lämpötilan nousu suosii kiteisten jyvien välistä liittoa ja siten atomien liukumista paineen alaisena. Siksi lämpötila lisää metallien muovattavuutta.

Samoin se tapahtuu, kun metalleja seostetaan, kun uudet metalliset atomit alentavat raerajoja, tuoden kiteet lähemmäksi toisiaan ja sallivat paremmat sisäiset siirrot.

Esimerkkejä muovattavista materiaaleista

Hopean muovattavuus sallii sen muodonmuutoksen tehdä kolikoita sen kanssa. Lähde: Pixabay.

Kaikki 2D: ssä havaitut materiaalit eivät ole välttämättä muokattavia, koska ne on leikattu tai valmistettu siten, että ne saavat nämä muodot tai geometriat. Se johtuu siitä, että muovautuvuus keskittyy enimmäkseen metalleihin ja vähäisemmässä määrin polymeereihin. Joitakin esimerkkejä muovattavista metalleista, materiaaleista tai seoksista ovat:

-Alumiini

-Hopea

-Kupari

-Tina

-Rauta

-Teräs

-Intialainen

kadmium

-Nikkeli

-Platina

-Kulta

-Messinki

-Pronssi

-Nikkelipinnoitetut seokset

-Hotlasi

-Savi

-Silikoni

-Muda (ennen ruoanlaittoa)

-Tuuri jauho

Muut metallit, kuten titaani, vaativat korkeita lämpötiloja muovautuvaksi. Samoin lyijy ja magnesium ovat esimerkkejä metalleista, jotka eivät ole liian muovattavia, kuten skandium ja osmium.

Huomaa, että lasi, savikoristeet ja puu ovat muovattavia materiaaleja; Sekä lasi että savi kulkevat kuitenkin vaiheissa, joissa ne ovat muovattavia ja joille voidaan antaa 2D-kuviot (ikkunat, pöydät, viivaimet jne.).

Metallien suhteen hyvä havainto sen suhteen, kuinka muovattavia ne ovat, on selvittää, voidaanko niistä ja niiden seoksista valmistaa metallirahoja; kuten messinki-, pronssi- ja hopeakolikoiden kanssa.

Viitteet

1. Serway & Jewett. (2009). Fysiikka: tiedettä ja tekniikkaa varten nykyfysiikan avulla. Osa 2 (seitsemäs painos). Cengagen oppiminen.
2. Terence Bell. (16. joulukuuta 2018). Mikä on metallin muokattavuus? Palautettu osoitteesta: thebalance.com
3. Helmenstine, tohtori Anne Marie (4. syyskuuta 2019). Muokattava määritelmä (muovattava). Palautettu osoitteesta: gondo.com
4. Whitten, Davis, Peck ja Stanley. (2008). Kemia (8. painos). CENGAGE -oppiminen.
5. Nathan Crawford. (2019). Kemiassa muokattavuus: Määritelmä ja esimerkit Video. Tutkimus. Palautettu osoitteesta study.com
6. Oxhillin päiväkoti. (2019). Muokattavat materiaalit. Palautettu osoitteesta: oxhill.durham.sch.uk
7. Esimerkien tietosanakirja (2019). Muokattavat materiaalit. Palautettu osoitteesta esimerkit.co
8. Kolikot huutokaupattu. (2015, 29. syyskuuta). Kuinka kolikoita tehdään? Palautettu osoitteesta: coins-auctioned.com