Ελαστικότητα εξήγησε: Τάση εφελκυσμού και μέταλλα

Η ολκιμότητα στα μέταλλα εξηγείται

Wikimedia Commons / Ματ Μπίλινγκς

Η ολκιμότητα είναι ένα μέτρο της ικανότητας ενός μετάλλου να αντέξει την εφελκυστική τάση - οποιαδήποτε δύναμη που τραβάει τα δύο άκρα ενός υλικού μακρυά από το άλλο. Το παιχνίδι του ρυμουλκού είναι ένα καλό παράδειγμα αντοχής εφελκυσμού σε ένα σχοινί. Η ολκιμότητα είναι η πλαστική παραμόρφωση που συμβαίνει ως αποτέλεσμα τέτοιων τύπων παραμόρφωσης. Ο όρος "όλκιμος" σημαίνει κυριολεκτικά ότι μια μεταλλική ουσία είναι ικανή να τεντωθεί σε ένα λεπτό σύρμα και δεν γίνεται ασθενέστερη ή να γίνει εύθραυστη στη διαδικασία.

Μέταλλα με υψηλή ή χαμηλή ολκιμότητα

Τα μέταλλα με υψηλή ολκιμότητα, όπως είναι ο χαλκός, μπορούν να τραβηχτούν σε μακρά, λεπτά καλώδια χωρίς να σπάσουν. Ο χαλκός έχει ιστορικά χρησιμεύσει ως ένας εξαιρετικός αγωγός ηλεκτρικής ενέργειας, αλλά αυτό το μέταλλο μπορεί να κάνει σχεδόν τίποτα. Τα μέταλλα με χαμηλή πυκνότητα, όπως το βισμούθιο , θα υποστούν ρήξη όταν τεθούν υπό τάση εφελκυσμού.

Ελαστικότητα εναντίον ελατότητας

Αντιθέτως, η ευκολία είναι το μέτρο της ικανότητας του μετάλλου να αντέχει στη συμπίεση, όπως η σφυρηλάτηση, η έλαση ή η πίεση. Αν και αυτές οι δύο έννοιες μπορεί να φαίνονται παρόμοιες στην επιφάνεια, τα μεταλλικά που είναι εύπλαστα δεν είναι κατ 'ανάγκη ελατό. Ένα κοινό παράδειγμα της διαφοράς μεταξύ αυτών των δύο ιδιοτήτων είναι το μόλυβδο , το οποίο είναι εξαιρετικά εύπλαστο αλλά όχι ιδιαίτερα εύπλαστο λόγω της κρυσταλλικής του δομής. Η κρυσταλλική δομή των μετάλλων υπαγορεύει πώς θα παραμορφωθούν υπό την πίεση.

Τα ατομικά σωματίδια που μετατρέπουν τα μέταλλα σε μακιγιάζ μπορούν να παραμορφωθούν υπό τάση είτε με ολίσθηση το ένα πάνω στο άλλο είτε με τέντωμα μεταξύ τους.

Η κρυσταλλική δομή των πιο εύκαμπτων μετάλλων επιτρέπει στα άτομα των μετάλλων να τεντώνουν πολύ πιο μακριά, μια διαδικασία που ονομάζεται "αδελφοποίηση". Τα πιο εύκαμπτα μέταλλα είναι εκείνα που είναι πιο εύκολα διπλά, και επίσης πιο εύκολα παραμορφώνονται σε άλλες κατευθύνσεις.

Η επίδραση της θερμοκρασίας

Η ολκιμότητα στα μέταλλα σχετίζεται επίσης με τη θερμοκρασία.

Καθώς θερμαίνονται τα μέταλλα, καθίστανται γενικά λιγότερο εύθραυστα, επιτρέποντας πλαστική παραμόρφωση. Με άλλα λόγια, τα περισσότερα μέταλλα γίνονται πιο εύκαμπτα όταν θερμαίνονται και μπορούν να τραβηχτούν πιο εύκολα σε σύρματα χωρίς να σπάσουν. Το μόλυβδο αποδεικνύεται ως εξαίρεση σε αυτόν τον κανόνα, καθώς γίνεται πιο εύθραυστο καθώς θερμαίνεται.

Ποια είναι τα πιο όμοια μέταλλα;

Ενώ είναι δύσκολο να συγκριθεί άμεσα η ολκιμότητα μεταξύ των μετάλλων, ο χρυσός και η πλατίνα θεωρούνται ότι είναι τα πιο εύπλαστα. Λέγεται ότι ο χρυσός μπορεί να τραβηχτεί σε καλώδια τόσο ωραία ώστε μια ουγγιά του μετάλλου θα μπορούσε να φτάσει μέχρι και πενήντα μίλια.