DUCTILITY: MGA KATANGIAN, HALIMBAWA, EKSPERIMENTO - CHEMISTRY - 2025

Ang pag- agaw ay isang teknolohiya ng pagmamay-ari ng mga materyales na nagpapahintulot sa kanila na mabago ang isang kahabaan ng stress; iyon ay, ang paghihiwalay ng dalawang dulo nito nang walang pagkakaroon ng isang mabilis na bali sa ilang mga punto sa gitna ng pahabang bahagi. Habang tumatagal ang materyal, bumababa ang cross section nito, nagiging mas payat.

Samakatuwid, ang mga materyal na ductile ay mekanikal na nagtrabaho sa mga hugis ng thread (mga thread, cable, karayom, atbp.). Sa mga makina ng pananahi, ang mga bobbins na may mga thread ng sugat ay kumakatawan sa isang gawang bahay na halimbawa ng mga materyal na ductile; kung hindi man ay hindi nakuha ng mga hibla ng tela ang kanilang mga katangian na hugis.

Pinagmulan: Emilian Robert Vicol sa pamamagitan ng Flickr.

Ano ang layunin ng pagkasira sa mga materyales? Iyon ay maaaring masakop ang mga malalayong distansya o kaakit-akit na disenyo, kung para sa paggawa ng mga tool, alahas, laruan; o para sa transportasyon ng ilang likido, tulad ng electric current.

Ang huling aplikasyon ay kumakatawan sa isang pangunahing halimbawa ng pag-agas ng mga materyales, lalo na ng mga metal. Ang mga magagaling na wires na tanso (tuktok na imahe) ay mahusay na conductor ng koryente, at kasama ng ginto at platinum, ginagamit ito sa maraming mga elektronikong aparato upang matiyak ang kanilang operasyon.

Ang ilang mga hibla ay napakahusay (kakaunti lamang ang mga micrometer na makapal) na ang patula na pariralang "gintong buhok" ay tumatagal sa lahat ng tunay na kahulugan. Ang parehong napupunta para sa tanso at pilak.

Ang kalusayan ay hindi magiging isang posibleng pag-aari kung walang molekular o pag-aayos ng atom upang pigilan ang insensyang lakas. At kung hindi ito umiiral, hindi kailanman malalaman ng tao ang mga kable, antenna, tulay, ay mawawala, at ang mundo ay mananatili sa kadiliman nang walang electric light (bilang karagdagan sa hindi mabilang na iba pang mga kahihinatnan).

Ano ang pagkasira?

Hindi tulad ng kakayahang umangkop, ang mga pag-aalis ng ductility ay mas mahusay na istruktura na muling pagsasaayos.

Bakit? Dahil kapag ang ibabaw kung saan namamalagi ang pag-igting ay mas malaki, ang solid ay may mas maraming paraan ng pag-slide ng mga molecule o atoms, na bumubuo ng mga sheet o plate; samantalang kapag ang pagkapagod ay puro sa isang mas maliit at mas maliit na seksyon ng cross, ang molekular na pag-slide ay dapat na mas mahusay upang masugpo ang lakas na ito.

Hindi lahat ng solids o materyales ay maaaring gawin ito, at sa kadahilanang ito ay naghiwa sila kapag sumailalim sa makulit na mga pagsubok. Ang mga break na nakuha ay nasa average na pahalang, habang ang mga materyales ng ductile ay conical o itinuro, isang tanda ng pag-unat.

Ang mga materyal na dumi ay maaari ring masira ang isang punto ng pagkapagod. Maaari itong madagdagan kung ang temperatura ay nadagdagan, dahil ang init ay nagtataguyod at nagpapadali ng molekular na molekular (bagaman mayroong maraming mga pagbubukod). Pagkatapos ay salamat sa mga slide na ito na ang isang materyal ay maaaring magpakita ng kakayahang umangkop at samakatuwid ay maging ductile.

Gayunpaman, ang pagkasira ng isang materyal ay sumasaklaw sa iba pang mga variable, tulad ng kahalumigmigan, init, impurities, at kung paano inilalapat ang puwersa. Halimbawa, ang bagong tinunaw na baso ay ductile, na nag-ampon ng mga hugis ng thread; Ngunit habang pinapalamig ito, nagiging malutong at maaaring masira sa anumang makina na epekto.

Ari-arian

Ang mga materyal na dumi ay may sariling mga katangian na direktang nauugnay sa kanilang mga pag-aayos ng molekular. Sa diwa na ito, ang isang matibay na baras ng metal at isang basa na baras ng luad ay maaaring maging ductile, kahit na ang kanilang mga katangian ay naiiba nang malaki.

Gayunpaman, lahat sila ay may isang bagay sa karaniwan: isang pag-uugali ng plastik bago masira. Ano ang pagkakaiba sa pagitan ng isang plastik at isang nababanat na bagay?

Ang nababanat na bagay ay baligtad na nababalisa, na sa una ay nangyayari sa mga materyales na ductile; ngunit ang pagtaas ng makulit na puwersa, ang pagpapapangit ay maaaring mababago at ang bagay ay nagiging plastik.

Mula sa puntong ito, ang wire o thread ay tumatagal sa isang tinukoy na hugis. Matapos ang patuloy na pag-uunat, ang seksyon ng krus na ito ay nagiging napakaliit, at ang nakakapagod na stress na masyadong mataas, na ang mga molekular na slide na ito ay hindi na makalaban sa pagkapagod at nagtatapos ito ng paglabag.

Kung ang ductility ng materyal ay napakataas, tulad ng sa ginto, na may isang gramo posible na makakuha ng mga wire na may haba hanggang 66 km, na may 1 µm kapal.

Ang mas pinahaba ang wire na nakuha mula sa isang masa, mas maliit ang seksyon ng krus nito (maliban kung ang mga toneladang ginto ay magagamit upang makabuo ng isang kawad na malaki ang kapal).

Mga halimbawa ng mga metal na ductile

Ang mga metal ay kabilang sa mga ductile material na may hindi mabilang na mga aplikasyon. Ang triad ay binubuo ng mga metal: ginto, tanso at platinum. Ang isa ay ginto, ang iba pang pinkish orange, at ang huling pilak. Bilang karagdagan sa mga metal na ito, may iba pa na mas mababa ang pag-agos:

-Ako

-Zinc

-Brass (at iba pang mga metal na haluang metal)

-Hindi

-Aluminum

-Samarium

-Magnesiyo

-Vanadium

-Steel (kahit na ang pag-agos nito ay maaaring maapektuhan depende sa komposisyon ng carbon at iba pang mga additives)

-Silver

-Tin

-Lead (ngunit sa loob ng ilang mga maliit na saklaw ng temperatura)

Mahirap tiyakin, nang walang paunang kaalaman sa eksperimentong, na kung saan ang mga metal ay talagang ductile. Ang pagkasandig nito ay nakasalalay sa antas ng kadalisayan at kung paano nakikipag-ugnay ang mga additives sa metal na baso.

Gayundin, ang iba pang mga variable tulad ng laki ng mga butil ng kristal at ang pagsasaayos ng kristal. Bilang karagdagan, ang bilang ng mga elektron at molekular na orbital na kasangkot sa metal na bono, iyon ay, sa "dagat ng elektron" ay gumaganap din ng isang mahalagang papel.

Ang mga pakikipag-ugnayan sa pagitan ng lahat ng mga mikroskopiko at elektronikong variable na ito ay gumagawa ng ductility ng isang konsepto na dapat na lubusan na matugunan ng isang pagsusuri ng multivariate; at ang kawalan ng isang karaniwang panuntunan para sa lahat ng mga metal ay matatagpuan.

Ito ay para sa kadahilanang ito na ang dalawang metal, bagaman may katulad na mga katangian, maaaring o hindi maaaring maging ductile.

Laki ng butil at mga istruktura ng kristal ng mga metal

Ang mga butil ay bahagi ng baso na walang kapansin-pansin na mga iregularidad (voids) sa kanilang tatlong-dimensional na pag-aayos. Sa isip, dapat silang maging ganap na simetriko, na may napakahusay na tinukoy na istraktura.

Ang bawat butil para sa parehong metal ay may parehong istraktura ng mala-kristal; iyon ay, isang metal na may isang compact na hexagonal na istraktura, hcp, ay may mga butil na may mga kristal na may sistema ng hcp. Ang mga ito ay nakaayos sa isang paraan na bago ang puwersa ng traksyon o pag-unat ay dumulas sila sa bawat isa, na parang mga eroplano na binubuo ng mga marmol.

Karaniwan, kapag ang mga eroplano na gawa sa maliit na butil ng slide, dapat nilang pagtagumpayan ang isang mas malaking puwersa ng alitan; habang malaki ang mga ito, maaari silang malayang gumalaw. Sa katunayan, ang ilang mga mananaliksik ay naghahangad na baguhin ang pagkasira ng ilang mga haluang metal sa pamamagitan ng kinokontrol na paglaki ng kanilang mga mala-kristal na butil.

Sa kabilang banda, tungkol sa istraktura ng mala-kristal, karaniwang mga metal na may isang sistema ng kristal na fcc (nahaharap sa sentro na kubiko, o kubiko na nakasentro sa mga mukha) ang pinaka ductile. Samantala, ang mga metal na may mala-kristal na istraktura bcc (katawan na nakasentro kubiko, kubiko na nakasentro sa mga mukha) o hcp, ay may posibilidad na hindi gaanong ductile.

Halimbawa, ang parehong tanso at bakal ay nag-crystallize na may isang fcc na pag-aayos, at mas ductile kaysa sa zinc at kobalt, kapwa may pag-aayos ng hcp.

Epekto ng temperatura sa kalagayan ng mga metal

Ang init ay maaaring mabawasan o madagdagan ang kakayahang umangkop ng mga materyales, at ang mga pagbubukod ay nalalapat din sa mga metal. Gayunpaman, bilang isang pangkalahatang panuntunan, ang mga mas malambot na metal ay, mas madali itong gawing mga hilo nang hindi masira.

Ito ay dahil sa ang katunayan na ang pagtaas ng temperatura ay ginagawang ang mga atomo ng metal na mag-vibrate, na kung saan ay nagiging sanhi ng pag-iisa ang mga butil; iyon ay, maraming maliliit na butil na magkasama upang makabuo ng isang malaking butil.

Sa mas malalaking butil, ang pagtaas ng pag-agas, at ang molekular na slippage ay nahaharap sa mas kaunting mga pisikal na hadlang.

Eksperimento upang maipaliwanag ang pag-agaw para sa mga bata at kabataan

Pinagmulan: Doug Waldron sa pamamagitan ng Flickr.

Ang kakayahang umangkop ay nagiging isang kumplikadong konsepto kung sinimulan mong pag-aralan ito ng microscopically. Kaya paano mo ipaliwanag ito sa mga bata at kabataan? Sa paraang ito ay lilitaw nang simple hangga't maaari sa kanilang mga mata ng prying.

Chewing gum at maglaro ng kuwarta

Sa ngayon ay nagkaroon ng pag-uusap ng tinunaw na baso at metal, ngunit may iba pang hindi kapani-paniwalang mga materyal na ductile: chewing gum at pagmomolde ng luad.

Upang maipakita ang pagkasira ng chewing gum, kunin lamang ang dalawang masa at simulang iunat ang mga ito; ang isang matatagpuan sa kaliwa, at ang isa ay dadalhin sa kanan. Ang resulta ay isang nakabitin na tulay ng gum, na hindi na makakabalik sa orihinal nitong hugis maliban kung ito ay kneaded sa mga kamay.

Gayunpaman, darating ang isang punto kung saan ang tulay ay tuluyang masira (at ang sahig ay mantsang may gum).

Ang imahe sa itaas ay nagpapakita kung paano ang isang bata sa pamamagitan ng pagpindot sa isang lalagyan na may mga butas ay lumilitaw ang plasticine na parang buhok. Ang mas malinis na masilya ay hindi gaanong ductile kaysa sa madulas na masilya; Samakatuwid, ang isang eksperimento ay maaaring binubuo lamang ng paglikha ng dalawang mga earthworm: ang isa ay may tuyong luad, at ang iba pang mga moistened sa langis.

Mapapansin ng bata na ang madulas na uod ay mas madali na mahulma at makakuha ng haba sa gastos ng kapal nito; Habang ang uod ay nalulunod, malamang na magtatapos ng pagbawas ng maraming beses.

Ang plasticine ay kumakatawan din sa isang mainam na materyal upang maipaliwanag ang pagkakaiba sa pagitan ng malleability (isang bangka, isang gate) at pag-agas (buhok, bulate, ahas, salamanders, atbp.).

Demonstrasyon sa mga metal

Bagaman ang mga kabataan ay hindi mamanipula ng anuman, ang pagiging nakasaksi sa pagbuo ng mga wire ng tanso sa unang hilera ay maaaring maging isang kaakit-akit at kagiliw-giliw na karanasan para sa kanila. Ang pagpapakita ng pag-agaw ay magiging mas kumpleto kung ang isang nalikom sa iba pang mga metal, at sa gayon ay maihahambing ang kanilang pag-agaw.

Susunod, ang lahat ng mga wire ay dapat sumailalim sa isang palaging pag-uunat sa kanilang pagkawasak. Gamit ito, ang bata ay biswal na magpapatunay kung paano nakakaimpluwensya ang pagkilos ng resistensya ng wire upang masira.

Mga Sanggunian

1. Encyclopedia ng Mga Halimbawa (2017). Mga Materyales ng Ductile. Nabawi mula sa: mga halimbawa.co
2. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (Hunyo 22, 2018). Kahulugan at Mga Halimbawa ng Ductile. Nabawi mula sa: thoughtco.com
3. Chemstorm. (Marso 02, 2018). Chemical Kahulugan ng Ductile. Nabawi mula sa: chemstorm.com
4. Bell T. (August 18, 2018). Ipinaliwanag ang Ductility: Tensile Stress at Metals. Ang balanse. Nabawi mula sa: thebalance.com
5. Marks R. (2016). Ductility sa Metals. Dept. ng Mechanical Engineering, Santa Clara University. . Nabawi mula sa: scu.edu
6. Reid D. (2018). Ductility: Kahulugan at Halimbawa. Pag-aaral. Nabawi mula sa: study.com
7. Clark J. (Oktubre 2012). Mga istruktura ng metal. Nabawi mula sa: chemguide.co.uk
8. Chemicool. (2018). Mga katotohanan tungkol sa ginto. Nabawi mula sa: chemicool.com
9. Mga Materyales Ngayon. (2015, Nobyembre 18). Ang mga matibay na metal ay maaari pa ring maging ductile. Elsevier. Nabawi mula sa: materialstoday.com