منظور از شکل‌پذیری فلزات چیست و چه فلزاتی انعطاف‌پذیرند؟
منظور از شکل‌پذیری فلز چیست؟
منظور از شکل‌پذیری فلز، روشی است که در آن فلزات بتوانند تنش کششی یا کششی را بدون شکست تحمل کنند. بیشتر فلزات،در دماهای بالا انعطاف‌پذیر هستند، اما در دماهای سردتر بسیاری از فلزات شکننده هستند و فقط می‌توانند یک تغییر شکل کششی کوچک را قبل از شکستگی تحمل کنند.
شکل‌پذیری با تعیین درصد افزایش طولی فلز پس از کشیده شدن، یا با اندازه‌گیری باریک‌ترین سطح مقطع فلز پس از شکست آزمون کششی اندازه‌گیری می‌شود.
انعطاف‌پذیرترین فلزات کدام‌اند؟
در پاسخ به این سوال که شکل پذیری کدام فلز بیشتر است باید بگوییم که طلا، پلاتین و نقره از انعطاف‌پذیرترین فلزات طبیعی هستند و هر یک از آن‌ها را می‌توان به‌صورت سیم‌های نازک کشیده و برای جواهرات استفاده کرد.فلز مس یکی دیگر از فلزات بسیار انعطاف‌پذیر است و از این ویژگی معمولاً در سیم‌کشی برق استفاده می‌شود.
شکل پذیری فلزات به کدام ویژگی آن‌ها مربوط است؟
اتم‌های درون فلزات پیوندهای فلزی را تشکیل می‌دهند که به عبارت ساده، به این معنی است که الکترون‌های هر یک از اتم‌ها آزادانه بین یکدیگر حرکت می‌کنند. این خاصیت همچنین به اتم‌های منفرد درون فلز اجازه می‌دهد تا از کنار یکدیگر بلغزند که به فلز اجازه می‌دهد، کشیده شود.
نحوه ساختار الکترون‌ها در داخل اتم همراه با تعداد الکترون‌ها تعیین می‌کند که فلز تا چه اندازه شکل‌پذیر است. الکترون‌ها به‌صورت حلقه‌هایی در اطراف هسته‌اتم قرارگرفته‌اند و به هر یک از این حلقه‌ها لایه‌های الکترونی می‌گویند. الکترون‌هایی که در بیرونی‌ترین لایه برای هر فلزی قرار دارند، الکترون‌های ظرفیتی نامیده می‌شوند و این الکترون‌ها هستند که درون فلز حرکت می‌کنند. به‌طورکلی، فلزاتی که تعداد الکترون‌های پوسته بیرونی بیشتری دارند و بیشترین لایه الکترونی رادارند، انعطاف‌پذیرترین هستند.
با افزایش دمای یک فلز، الکترون‌های ظرفیت متحرک‌تر می‌شوند و شکل‌پذیری فلز افزایش می‌یابد.
آلیاژهای آلومینیوم یک فلز ساختاری انعطاف‌پذیر هستند که وزن کم نیز دارند، درحالی‌که فولاد با محتوای کربن کم یک فلز با مقاومت بالا با شکل‌پذیری کافی برای تغییر شکل قبل از شکستگی است.
کاربردهای رایج شکل‌پذیری شامل موارد زیر هستند:
- جواهرات (طلا و نقره)
- سیم‌های برق (مس و آلومینیوم)
- سیم‌های کابل فولادی
سخن‌پایانی
شکل‌پذیری عامل مهمی در شکل‌دهی فلزات است، درحالی‌که مسلماً مهم‌ترین نکته در ایمنی سازه‌های بزرگ‌تر مانند پل‌ها و ساختمان‌ها است. سازه‌ها عموماً برای تغییر شکل طراحی نشده‌اند، بااین‌حال این‌یک ویژگی ایمنی مهم است که اگر سازه بیش‌ازحد بارگذاری شود یا به نحوی آسیب ببیند، سازه به‌سادگی دچار شکستگی و سقوط نمی‌شود.
اگر سازه‌ها با استفاده از مصالحی ساخته شوند که دارای خاصیت شکل‌پذیری هستند، هرگونه بار اضافه یا حادثه منجر به سازه‌ای می‌شود که قبل از یک فروریختن فاجعه‌بار خم می‌شود یا تغییر شکل می‌دهد. ممکن است با توجه به نوع سازه، به هر کدام از این فلزات شکل پذیر نیاز داشته باشید. به‌عنوان مثال ممکن است در ساخت یک سازه به سیم‌های کابل نیاز داشته باشید، علاوه بر این، حتی میلگرد هم یک قطعه مهم و ضروری در ساختمان‌سازی است که باید برای پروژه‌های ساختمانی آن را تهیه کنید.