ความเหนียวในสิ่งที่มันประกอบไปด้วยคุณสมบัติตัวอย่างการทดลอง

ความอ่อน มันเป็นคุณสมบัติทางเทคโนโลยีของวัสดุที่ช่วยให้พวกเขาพิการก่อนที่จะยืดความตึงเครียด; นั่นคือการแยกของทั้งสองปลายโดยไม่มีการแตกหักต้นที่ใดที่หนึ่งในช่วงกลางของส่วนยาว เมื่อวัสดุยาวขึ้นส่วนตัดของมันจะลดลงกลายเป็นน้ำมันทินเนอร์.

ดังนั้นวัสดุที่มีความเหนียวจึงถูกนำไปใช้งานในรูปแบบที่เป็นกลศาสตร์ สำหรับจักรเย็บผ้าขดลวดที่มีเกลียวขดเป็นตัวอย่างของวัสดุดัด ไม่เช่นนั้นเส้นใยสิ่งทอจะไม่ได้รับรูปร่างที่เป็นลักษณะเฉพาะ.

วัตถุประสงค์ของความเหนียวในวัสดุคืออะไร? ความสามารถในการครอบคลุมระยะทางไกลหรือการออกแบบที่น่าสนใจไม่ว่าจะเป็นการพัฒนาเครื่องมือเครื่องประดับของเล่น หรือสำหรับการขนส่งของเหลวบางอย่างเช่นกระแสไฟฟ้า.

แอปพลิเคชั่นสุดท้ายเป็นตัวอย่างที่สำคัญของความเหนียวของวัสดุโดยเฉพาะอย่างยิ่งของโลหะ สายทองแดง (ภาพด้านบน) เป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดีและพร้อมด้วยทองคำและแพลตตินัมมีอยู่ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จำนวนมากเพื่อให้แน่ใจว่าทำงานได้.

เส้นใยบางอย่างนั้นดีมาก (ด้วยความหนาเพียงไม่กี่ไมโครเมตร) ซึ่งวลีกวี "ผมสีทอง" ใช้ความหมายที่แท้จริงทั้งหมด เช่นเดียวกับทองแดงและเงิน.

ความเหนียวจะไม่เป็นคุณสมบัติที่เป็นไปได้หากไม่มีการจัดเรียงโมเลกุลหรืออะตอมใหม่เพื่อต่อต้านแรงดึงเหตุการณ์ที่เกิดขึ้น และถ้ามันไม่มีอยู่มนุษย์ก็ไม่เคยรู้ว่าสายเคเบิลเสาอากาศสะพานจะหายไปและโลกก็จะอยู่ในความมืดโดยปราศจากแสงไฟฟ้า (นอกเหนือจากผลกระทบอื่น ๆ นับไม่ถ้วน).

ดัชนี

• 1 ความเหนียวคืออะไร?
• 2 คุณสมบัติ
• 3 ตัวอย่างของโลหะดัด
  • 3.1 ขนาดของเมล็ดและโครงสร้างผลึกของโลหะ
  • 3.2 ผลของอุณหภูมิต่อความเหนียวของโลหะ
• 4 การทดลองเพื่ออธิบายความเหนียวสำหรับเด็กและวัยรุ่น
  • 4.1 เคี้ยวหมากฝรั่งและดินน้ำมัน
  • 4.2 การสาธิตด้วยโลหะ
• 5 อ้างอิง

ความเหนียวคืออะไร?

ซึ่งแตกต่างจากความอ่อนตัว, ความเหนียวนั้นได้รับการจัดโครงสร้างใหม่ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น.

ทำไม? เพราะเมื่อพื้นผิวที่มีแรงดึงสูงกว่าของแข็งจะมีวิธีเลื่อนโมเลกุลหรืออะตอมของมันขึ้นมาก่อตัวเป็นแผ่นหรือแผ่น ในขณะที่เมื่อความตึงเครียดรวมอยู่ในส่วนที่เล็กลงมากขึ้นโมเลกุลลื่นต้องมีประสิทธิภาพมากกว่าในการต่อต้านแรงนี้.

ไม่ใช่ของแข็งหรือวัสดุทั้งหมดที่สามารถทำได้และด้วยเหตุนี้จึงเกิดการแตกเมื่อถูกทดสอบแรงดึง การแตกที่ได้รับจะอยู่ในแนวนอนโดยเฉลี่ยในขณะที่วัสดุดัดนั้นเป็นรูปกรวยหรือแหลมเป็นสัญญาณของการยืด.

วัสดุที่เหนียวนั้นสามารถผ่านจุดความเครียดได้ สิ่งนี้สามารถเพิ่มขึ้นได้หากอุณหภูมิเพิ่มขึ้นเนื่องจากความร้อนส่งเสริมและอำนวยความสะดวกให้กับสไลด์โมเลกุล (แม้ว่าจะมีข้อยกเว้นหลายประการ) ต้องขอบคุณดินถล่มเหล่านี้ที่วัสดุสามารถมีความเหนียวและดังนั้นจึงมีความเหนียว.

อย่างไรก็ตามความเหนียวของวัสดุนั้นรวมถึงตัวแปรอื่น ๆ เช่นความชื้นความร้อนความสกปรกและวิธีการบังคับใช้ ยกตัวอย่างเช่นกระจกหลอมละลายที่สดใหม่นั้นมีความเหนียว แต่เมื่อระบายความร้อนแล้วมันจะเปราะและสามารถแตกหักได้ด้วยการกระแทกเชิงกล.

สรรพคุณ

วัสดุเหนียวมีคุณสมบัติของตนเองที่เกี่ยวข้องโดยตรงกับการจัดเรียงโมเลกุล ในแง่นี้แท่งโลหะที่แข็งและแท่งดินเหนียวเปียกสามารถเหนียวแม้ว่าคุณสมบัติของพวกมันจะแตกต่างกันอย่างมากมาย.

อย่างไรก็ตามพวกเขาทั้งหมดมีบางสิ่งที่เหมือนกัน: พฤติกรรมพลาสติกก่อนที่จะสลายตัว ความแตกต่างระหว่างพลาสติกกับวัตถุยืดหยุ่นคืออะไร?

วัตถุยืดหยุ่นนั้นเปลี่ยนรูปได้แบบย้อนกลับซึ่งเกิดขึ้นในขั้นต้นด้วยวัสดุดัด แต่แรงดึงเพิ่มขึ้นการเปลี่ยนรูปจะไม่สามารถย้อนกลับได้และวัตถุจะกลายเป็นพลาสติก.

จากจุดนี้ลวดหรือเกลียวจะมีรูปร่างที่ชัดเจน หลังจากยืดอย่างต่อเนื่องส่วนตัดของมันจะเล็กมากและความเครียดแรงดึงสูงเกินไปว่าสไลด์โมเลกุลจะไม่สามารถต้านความตึงเครียดและจบลงได้.

หากความเหนียวของวัสดุสูงมากอย่างเช่นในกรณีของทองคำด้วยลวด 1 กรัมสามารถรับสายที่มีความยาวสูงสุด 66 กม. และมีความหนา 1 μm.

ยิ่งลวดที่ยืดออกมาจากมวลมีค่ามากเพียงใดส่วนตัดก็จะเล็กลง (เว้นแต่คุณจะมีทองเป็นตันในการสร้างเส้นลวดที่มีความหนามาก).

ตัวอย่างของโลหะดัด

โลหะเป็นวัสดุดัดที่มีการใช้งานนับไม่ถ้วน กลุ่มที่สามประกอบด้วยโลหะ: ทองคำทองแดงและทองคำขาว หนึ่งคือทอง, ส้มชมพูอื่น ๆ และเงินสุดท้าย นอกจากโลหะเหล่านี้แล้วยังมีโลหะชนิดอื่นที่มีความเหนียวน้อยกว่า:

-เหล็ก

-สังกะสี

-ทองเหลือง (และโลหะผสมอื่น ๆ )

-ทอง

-อลูมิเนียม

-ซาแมเรียม

-แมกนีเซียม

-วานาเดียม

-เหล็ก (แม้ว่าความเหนียวอาจได้รับผลกระทบขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของคาร์บอนและสารเติมแต่งอื่น ๆ )

-เรื่องของเงิน

-ดีบุก

-ตะกั่ว (แต่อยู่ในช่วงอุณหภูมิขนาดเล็ก)

เป็นการยากที่จะรับรองได้ว่าหากไม่มีความรู้จากการทดลองก่อนหน้านี้โลหะชนิดใดที่มีความเหนียวจริง ๆ ความเหนียวนั้นขึ้นอยู่กับระดับความบริสุทธิ์และสารเติมแต่งที่ทำปฏิกิริยากับแก้วโลหะ.

ตัวแปรอื่น ๆ เช่นขนาดของเม็ดผลึกและการเรียงตัวของผลึก นอกจากนี้จำนวนของอิเล็กตรอนและออร์บิทัลของโมเลกุลที่เกี่ยวข้องกับพันธะโลหะนั่นก็คือใน "ทะเลของอิเล็กตรอน" ก็มีบทบาทสำคัญเช่นกัน.

ปฏิสัมพันธ์ระหว่างตัวแปรทางกล้องจุลทรรศน์และอิเล็คทรอนิคส์เหล่านี้ทำให้เกิดความเหนียวเป็นแนวคิดที่ต้องจัดการอย่างลึกซึ้งกับการวิเคราะห์หลายตัวแปร และคุณจะพบว่าไม่มีกฎมาตรฐานสำหรับโลหะทุกชนิด.

ด้วยเหตุนี้เองโลหะสองชนิดถึงแม้ว่าจะมีลักษณะคล้ายกันมากอาจหรืออาจจะไม่ยืดหยุ่นก็ได้.

ขนาดของเมล็ดและโครงสร้างผลึกของโลหะ

ธัญพืชเป็นส่วนของคริสตัลที่ขาดความผิดปกติที่เห็นได้ชัดเจน (ช่องว่าง) ในอาร์เรย์สามมิติ โดยหลักการแล้วพวกเขาควรจะสมมาตรอย่างสมบูรณ์โดยมีโครงสร้างที่กำหนดไว้อย่างดี.

แต่ละเม็ดสำหรับโลหะเดียวกันมีโครงสร้างผลึกเดียวกัน นั่นคือโลหะที่มีโครงสร้างหกเหลี่ยมขนาดกะทัดรัด hcp มีธัญพืชที่มีผลึกที่มีระบบ hcp สิ่งเหล่านี้ถูกจัดเรียงในลักษณะที่ก่อนหน้าแรงฉุดหรือยืดออกจะเลื่อนทับกันราวกับว่าพวกมันเป็นระนาบที่ประกอบด้วยลูกหิน.

โดยทั่วไปเมื่อเครื่องบินประกอบด้วยแผ่นสไลด์ขนาดเล็กพวกเขาจะต้องเอาชนะแรงเสียดทานที่มากขึ้น ในขณะที่ถ้าพวกเขามีขนาดใหญ่พวกเขาสามารถเคลื่อนไหวได้อย่างอิสระมากขึ้น ในความเป็นจริงนักวิจัยบางคนพยายามที่จะปรับเปลี่ยนความเหนียวของโลหะผสมบางอย่างผ่านการควบคุมการเจริญเติบโตของเมล็ดผลึกของพวกเขา.

ในทางตรงกันข้ามกับโครงสร้างผลึกมักจะเป็นโลหะที่มีระบบผลึก fcc (ต้องเผชิญกับศูนย์กลางลูกบาศก์, หรือลูกบาศก์ที่กึ่งกลางใบหน้า) เป็นเหล็กดัดที่มีความเหนียวมากที่สุด ในขณะเดียวกันโลหะที่มีโครงสร้างผลึก bcc (ลูกบาศก์ศูนย์กลางกาย, ลูกบาศก์อยู่ตรงกลางใบหน้า) หรือ hcp มีแนวโน้มที่จะอ่อนตัวลง.

ตัวอย่างเช่นทั้งทองแดงและเหล็กตกผลึกด้วยการจัดเรียง fcc และมีความเหนียวมากกว่าสังกะสีและโคบอลต์ทั้งสองด้วยการเตรียม hcp.

ผลของอุณหภูมิต่อความเหนียวของโลหะ

ความร้อนสามารถลดหรือเพิ่มความเหนียวของวัสดุและข้อยกเว้นยังใช้กับโลหะ อย่างไรก็ตามตามกฎทั่วไปในขณะที่ทำให้โลหะอ่อนตัวยิ่งสะดวกในการเปลี่ยนเป็นเกลียวโดยไม่ทำให้แตก.

นี่เป็นเพราะการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิทำให้อะตอมโลหะสั่นสะเทือนซึ่งส่งผลให้เกิดการรวมตัวของเมล็ด; นั่นคือธัญพืชขนาดเล็กหลายชนิดถูกรวมเข้าด้วยกันเพื่อก่อเป็นเมล็ดขนาดใหญ่.

ด้วยธัญพืชที่ใหญ่ขึ้นการเพิ่มความเหนียวและสไลด์โมเลกุลต้องเผชิญกับอุปสรรคทางกายภาพน้อยลง.

การทดลองเพื่ออธิบายความเหนียวสำหรับเด็กและวัยรุ่น

ความเหนียวกลายเป็นแนวคิดที่ซับซ้อนมากหากเริ่มวิเคราะห์ด้วยกล้องจุลทรรศน์ ดังนั้นคุณจะอธิบายให้เด็กและวัยรุ่นรู้ได้อย่างไร ในลักษณะที่ดูเหมือนเรียบง่ายที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ต่อหน้าต่อตาคุณ.

เคี้ยวหมากฝรั่งและดินน้ำมัน

จนถึงตอนนี้เราได้พูดคุยเกี่ยวกับโลหะและแก้วหลอมเหลว แต่มีวัสดุที่เหนียวอื่น ๆ อย่างไม่น่าเชื่อ: หมากฝรั่งและดินน้ำมัน.

เพื่อแสดงให้เห็นถึงความเหนียวของการเคี้ยวหมากฝรั่งมันก็เพียงพอแล้วที่จะจับคนจำนวนมากและเริ่มยืดมัน ด้านซ้ายและอีกอันอยู่ทางขวา ผลที่ได้จะเป็นของสะพานแขวนหมากฝรั่งซึ่งจะไม่สามารถกลับคืนสู่สภาพเดิมได้หากไม่ได้รับการนวดด้วยมือ.

อย่างไรก็ตามจะมีจุดที่สะพานจะแตกในที่สุด (และพื้นจะเปื้อนด้วยหมากฝรั่ง).

ในภาพด้านบนแสดงให้เห็นว่าเด็ก ๆ กดภาชนะที่มีรูทำให้ดินน้ำมันโผล่ออกมาราวกับว่าผมเป็น แป้งเล่นแห้งมีความเหนียวน้อยกว่าน้ำมัน ดังนั้นการทดลองอาจประกอบด้วยการสร้างไส้เดือนสองอัน: อันหนึ่งที่มีน้ำมันแห้งและอีกอันหนึ่งที่ชุบด้วยน้ำมัน.

เด็กจะสังเกตเห็นว่าหนอนน้ำมันนั้นสามารถทำการขึ้นรูปได้ง่ายขึ้นและมีความยาวเพิ่มขึ้นตามความหนาของมัน ในขณะที่หนอนแห้งก็มีโอกาสที่จะทำลายลงได้หลายครั้ง.

ดินน้ำมันยังเป็นวัสดุในอุดมคติที่จะอธิบายความแตกต่างระหว่างความอ่อนไหว (เรือประตู) และความเหนียว (ผมไส้เดือนงูงูซาลาแมนเดอร์ ฯลฯ ).

การสาธิตด้วยโลหะ

แม้ว่าวัยรุ่นจะไม่จัดการอะไร แต่การได้เห็นการก่อตัวของสายทองแดงในแถวแรกอาจเป็นประสบการณ์ที่น่าสนใจและน่าสนใจสำหรับพวกเขา การสาธิตความเหนียวจะสมบูรณ์ยิ่งขึ้นหากเราดำเนินการกับโลหะอื่นและสามารถเปรียบเทียบความเหนียวได้.

ถัดไปสายไฟทั้งหมดจะต้องผ่านการยืดอย่างต่อเนื่องจนถึงจุดแตกหัก ด้วยสิ่งนี้วัยรุ่นจะรับรองด้วยสายตาว่าความเหนียวมีผลต่อความต้านทานของลวดที่จะแตก.

การอ้างอิง

1. สารานุกรมตัวอย่าง (2017) วัสดุเหนียว ดึงมาจาก: ejemplos.co
2. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (22 มิถุนายน 2018) คำจำกัดความและ Ductile แบบตัวอย่าง ดึงมาจาก: thoughtco.com
3. Chemstorm (2 มีนาคม 2018) เคมีความหมายเหนียว ดึงมาจาก: chemstorm.com
4. เบลล์ต. (18 สิงหาคม 2018) อธิบายความเหนียวได้อธิบาย: ความต้านแรงดึงและโลหะ ความสมดุล สืบค้นจาก: thebalance.com
5. Dr. Marks R. (2016) ความเหนียวในโลหะ ภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกลมหาวิทยาลัย Santa Clara [PDF] สืบค้นจาก: scu.edu
6. เรดดี (2018) ความเหนียว: ความหมาย & ตัวอย่าง การศึกษา ดึงมาจาก: study.com
7. Clark J. (ตุลาคม 2012) โครงสร้างโลหะ สืบค้นจาก: chemguide.co.uk
8. Chemicool (2018) ข้อเท็จจริงเกี่ยวกับทองคำ ดึงมาจาก: chemicool.com
9. วัสดุวันนี้ (18 พฤศจิกายน 2558) โลหะที่แข็งแรงยังคงสามารถเหนียวได้ เอลส์ ดึงมาจาก: materialstoday.com