شکل‌پذیری فلزات چیست؟ آشنایی با شکل پذیرترین فلزات
دسته بندی:
دانستنی‌های فلزاتنیما پرمهر
تاریخ انتشار: یک سال پیش
8 دقیقه مطالعه
شکل‌پذیری فلزات مقیاسی است که مشخص می‌کند یک فلز تا چه اندازه می‌تواند تنش کششی را بدون شکست تحمل کند. یک فلز زمانی انعطاف‌پذیر محسوب می‌شود که بتوان آن را تا رسیدن به مقدار دلخواه تحت تنش کششی قرار داد، بدون اینکه استحکام خود را از دست دهد یا در مرز شکستن قرار گیرد. اکثر فلزات در دماهای بالا انعطاف‌پذیر هستند، اما در دماهای پایینتر بسیاری از فلزات شکننده بوده و فقط می‌توانند یک تغییر شکل کششی کوچک را قبل از شکستگی تحمل کنند.
برای اندازه‌گیری شکل‌پذیری فلزات از آزمون کششی استفاده می‌شود. با مشخص کردن درصد افزایش طول یک فلز زمانی که آنقدر کشیده می‌شود تا به نقطه دفرمه شدن برسد، یا اندازه‌گیری سطح مقطع فلز قبل و پس از آزمون کششی، می‌توان میزان شکل‌پذیری فلزات را تعیین کرد.
آشنایی با شکل‌پذیرترین فلزات
طلا، پلاتین و نقره شکل‌پذیرترین فلزات طبیعی هستند و هر یک از این فلزات را می‌توان به صورت سیم‌های نازک کشیده در آورد و در صنعت جواهرسازی استفاده کرد.
مس یکی دیگر از فلزات بسیار انعطاف‌پذیر است و به خاطر داشتن این ویژگی معمولاً در سیم‌کشی برق استفاده می‌شود.
چه عواملی بر شکل‌پذیری فلزات موثر هستند؟
اتم‌های درون فلزات، پیوندهای فلزی را تشکیل می‌دهند. به عبارت ساده، زمانیکه پیوند فلزی برقرار است الکترون‌های هر یک از اتم‌ها این اجازه را دارند تا آزادانه بین یکدیگر حرکت کنند. این خاصیت همچنین به اتم‌های منفرد درون فلز اجازه می‌دهد تا از کنار یکدیگر بلغزند که نهایتا به فلز اجازه می‌دهد کشیدگی را متحمل شود. تعداد الکترون‌ها و نحوه ساختار الکترون‌ها در داخل اتم، از جمله عواملی هستند که تعیین می‌کنند یک فلز چقدر شکل‌پذیر و انعطاف‌پذیر است.
الکترون‌ها به صورت حلقه‌هایی در اطراف هسته اتم قرار گرفته‌اند که به هر یک از این حلقه‌ها لایه‌های الکترونی می‌گویند. الکترون‌هایی که در بیرونی‌ترین لایه برای هر فلز قرار دارند، الکترون‌های ظرفیتی نامیده می‌شوند و این الکترون‌ها هستند که درون فلز حرکت می‌کنند. به طور کلی، فلزاتی که تعداد الکترون‌های ظرفیتی بیشتری دارند و دارای لایه‌های الکترونی بیشتری هستند، خاصیت انعطاف‌پذیری بالاتری نیز دارند.
همچنین لازم به ذکر است که با افزایش دمای یک فلز، الکترون‌های ظرفیتی متحرک‌تر می‌شوند و این خود عاملی است تا انعطاف‌پذیری فلز افزایش پیدا کند.
فلزات شکل‌پذیر برای چه مواردی استفاده می‌شوند؟
میزان انعطاف‌پذیری عامل مهمی در شکل‌دهی فلزات است و مسلما یکی از مهم‌ترین نکات در ایمنی سازه‌های بزرگ مانند پل‌ها و ساختمان‌ها است. اگرچه سازه‌ها عموما برای تغییر شکل طراحی نشده‌اند اما این امر به عنوان یک ویژگی مهم در تامین ایمنی لحاظ می‌شود تا اگر سازه بیش از حد بارگذاری شد یا به هر نحوی آسیب دید، به سادگی شکسته نشود و سقوط نکند. اگر سازه‌ها با استفاده از مصالحی ساخته شوند که خاصیت شکل‌پذیری بالایی دارند، سازه‌ای حاصل می‌شود که در مقابل مقادیر بار اضافه یا سوانح از خود تا حدی مقاومت نشان می‌دهد و به شکل فاجعه‌بار سقوط نمی‌کند.
همچنین از دیگر کاربردهای رایج فلزات شکل‌پذیر می‌توان به استفاده از طلا و نقره در ساخت جواهرات و مس و آلومینیوم در سیم‌های برق اشاره کرد.
چکش‌خوارترین فلزات
علاوه بر شکل‌پذیری، چکش‌خواری هم یکی از خواصی است که در فلزات مورد بررسی قرار می‌گیرد. چکش‌خواری در فلزات موضوع پیچیده‌ای است و هیچ آزمون به خصوصی برای اندازه‌گیری این ویژگی وجود ندارد. طلا و نقره چکش‌خوارترین و انعطاف‌پذیرترین فلزات هستند. در حالت خالص خود، طلا و نقره برای ساخت اشیایی که نیاز است شکل خود را حفظ کنند بسیار کارآمد هستند. یک واقعیت جالب این است که ما می‌توانیم یک اونس طلا را به سیمی به طول بیش از 40 مایل بکشیم!
منبع: Metal supermarkets
