- Hvordan bestemmes formbarheden? Hammer og knapper
- Forholdet til hårdhed og temperatur
- Den metalliske bindings rolle
- Effekt af temperatur og legering
- Eksempler på formbare materialer
- Referencer
Den formbarhed er en fysisk egenskab af stof, som er karakteriseret ved at tillade organer eller objekter blive deformeret ved indvirkning af en kraft uden revnedannelse i processen. Denne handling kan være et hammerblæsning, en detonation, trykket fra en hydraulisk presse eller en rulle; på nogen måde, der vil flade materialet ned i et ark.
Derefter observeres formbarhed i dagligdagen på en berygtet måde, men samtidig ubemærket. F.eks. Repræsenterer aluminiumsfolie dette metal, som er formbart, idet ekstremt tynde og deformerbare lag fremstilles af vores egne hænder.
Formbare metaller eller legeringer tillader design af finer eller plader til at dække vægge eller strukturer. Kilde: Pxhere.
Derfor er en kortvarig metode til at genkende et materiales formbarhed at observere, om der er fremstillet lag, plader, ark eller finér af det; jo tyndere de er, er det naturligt at tro, at jo mere bøjelige de er.
En anden mulig definition for denne egenskab ville være et materiales evne til mekanisk at blive reduceret til et 2D-legeme uden revnedannelse eller brud. Derfor taler vi om en plastisk adfærd, som normalt studeres i metaller og legeringer samt i visse polymere materialer.
Hvordan bestemmes formbarheden? Hammer og knapper
Et materiales formbarhed kan bestemmes kvalitativt ved hjælp af en hammer og om nødvendigt en lommelygte. Fra kugler af forskellige metaller, legeringer eller polymere materialer (siliconer, plasticiner osv.) Udsættes de for slagpåslag, indtil de blødgøres nok i form af et ark eller en knap.
Materiale, der er lettere at blødgøre uden revner eller revner i kuglen, vil være mere formbart ved stuetemperatur. Hvis vi rammer metalkuglen, frigiver de små fragmenter fra siderne, siges det, at dens struktur ikke modstår tryk, og at den ikke er i stand til at deformere.
Der er materialer, der ved stuetemperatur ikke er for formbare. Eksperimentet gentages ved opvarmning af kuglerne med faklen på en base, der modstår høje temperaturer. Det kan konstateres, at der er metaller eller legeringer, der nu bliver mere formbare; fænomen vidt brugt i den metallurgiske industri.
Jo tyndere disse knapper er, og jo færre brud de viser varme, jo mere formbare vil de være. Hvis det tryk, der udøves af hammeren, kunne kvantificeres, ville vi have absolutte værdier for formbarheden af sådanne metaller opnået takket være dette eksperiment og uden at ty til andet udstyr.
Forholdet til hårdhed og temperatur
Aluminium er et formbart materiale.
Fra det foregående afsnit blev det set, at jo højere temperaturen på materialet generelt er dets formbarhed lige højere. Det er af denne grund, at metaller opvarmes rødt varmt, så de kan deformeres til ruller, plader eller plader.
Også formbarhed er normalt omvendt proportional med hårdheden: større hårdhed indebærer mindre formbarhed.
Forestil dig for eksempel, at en af sfærerne er diamant. Ligegyldigt hvor meget du opvarmer det med blæsehånden, ved det første slag af hammeren vil dine krystaller sprænges, hvilket gør det umuligt ved denne metode at fremstille en diamantknap. Hårdt materiale er også kendetegnet ved at være sprødt, hvilket er det modsatte af sejhed eller modstand.
Således er kuglerne, der knækker ved de mindste slag af hammeren, hårdere, sprøde og mindre formbare.
Den metalliske bindings rolle
For at et legeme skal være formbart, især metallisk, skal dets atomer være i stand til effektivt at omorganisere sig som reaktion på tryk.
Ioniske forbindelser, ligesom kovalente krystaller, har interaktioner, der forhindrer dem i at genoprette efter tryk eller påvirkning; dislokationer eller krystaldefekter bliver større, og til sidst vises brud. Dette er ikke tilfældet med alle metaller og polymerer.
I tilfælde af metaller skyldes formbarhed på det unikke ved deres metalliske binding. Dens atomer holdes sammen af et hav af elektroner, der bevæger sig gennem krystallerne til deres grænser, hvor de ikke kan hoppe fra en krystal til en anden.
Jo mere krystallinske korn de finder, jo hårdere (modstandsdygtige overfor at blive ridset af en anden overflade) vil metallet være, og desto mindre formbart.
Atomerne inde i en metallisk krystal er arrangeret i rækker og søjler, der er i stand til at glide sammen takket være mobiliteten af deres elektroner og afhængigt af orienteringen af trykket (på hvilken akse det virker). En række atomer kan imidlertid ikke glide fra en krystal til en anden; det vil sige, at dens kanter eller korngrænser spiller mod en sådan deformation.
Effekt af temperatur og legering
Ud fra det atomære perspektiv favoriserer stigningen i temperaturen forbindelsen mellem de krystallinske korn og derfor at atomer glider under tryk. Derfor øger temperaturen metalets formbarhed.
Tilsvarende forekommer det, når metaller legeres, da de nye metalliske atomer sænker korngrænserne, hvilket bringer krystallerne tættere på hinanden og tillader bedre interne forskydninger.
Eksempler på formbare materialer
Sølvets formbarhed gør det muligt at deformeres til at fremstille mønter med det. Kilde: Pixabay.
Ikke alle materialer, der observeres i 2D, er nødvendigvis formbare, da de er skåret eller fremstillet på en sådan måde, at de får disse former eller geometrier. Det skyldes, at formbarhed har en tendens til at fokusere mest på metaller og i mindre grad på polymerer. Nogle eksempler på formbare metaller, materialer eller blandinger er:
-Aluminium
-Sølv
-Kobber
-Tin
-Jern
-Stål
-Indiske
-Cadmium
-Nikkel
-platin
-Guld
-Messing
-Bronze
-Nikkelbelagte legeringer
-Hot glas
-Ler
-Silikone
-Mudder (før madlavning)
-De mel
Andre metaller, såsom titan, kræver høje temperaturer for at blive formbare. Ligeledes er bly og magnesium eksempler på metaller, der ikke er for formbare, ligesom scandium og osmium.
Bemærk, at glas, ler ornamenter og træ er formbare materialer; Imidlertid går både glas og ler gennem etaper, hvor de kan formes og kan gives 2D-figurer (vinduer, borde, linealer osv.).
Med hensyn til metaller er en god observation for at bestemme, hvor relativt formbare de er, at finde ud af, om man kan lave med dem og deres legeringsmønter; som med messing, bronze og sølvmønter.
Referencer
- Serway & Jewett. (2009). Fysik: til videnskab og teknik med moderne fysik. Bind 2. (syvende udgave). Cengage Learning.
- Terence Bell. (16. december 2018). Hvad er formbarhed i metal? Gendannes fra: thebalance.com
- Helmenstine, Anne Marie, ph.d. (4. september 2019). Formbar definition (formbarhed). Gendannes fra: thoughtco.com
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemi (8. udgave). CENGAGE Læring.
- Nathan Crawford. (2019). Formbarhed i kemi: Definition & eksempler Video. Undersøgelse. Gendannes fra: study.com
- Oxhill Nursery School. (2019). Formbare materialer. Gendannes fra: oxhill.durham.sch.uk
- Encyclopedia of eksempler (2019). Formbare materialer. Gendannes fra: eksempler.co
- Auktioner i mønt (2015, 29. september). Hvordan laves mønter? Gendannes fra: coins-auctioned.com