شرح الليونة: إجهاد الشد والمعادن

وأوضح ليونة في المعادن

Wikimedia Commons / Matt Billings

الليونة هي مقياس لقدرة المعدن على تحمل ضغط الشد - أي قوة تجذب طرفي مادة ما بعيداً عن بعضها البعض. تقدم لعبة شد الحبل مثال جيد لقوة الشد التي يتم تطبيقها على الحبل. الليونة هي التشوه اللدن الذي يحدث نتيجة لمثل هذه الأنواع من الإجهاد. يعني مصطلح "الدكتايل" حرفياً أن مادة معدنية يمكن أن تمتد إلى سلك رفيع ، ولا تصبح أضعف أو تصبح هشة في العملية.

معادن عالية أو منخفضة ليونة

يمكن سحب المعادن ذات الليونة العالية مثل النحاس إلى أسلاك طويلة رقيقة دون أن تنكسر. لقد خدم النحاس تاريخيا كموصل ممتاز للكهرباء ، ولكن هذا المعدن يمكن أن يؤدي أي شيء. المعادن مع انخفاض القدرات ، مثل البزموت ، وسوف تمزق بدلا من ذلك عندما يتم وضعها تحت إجهاد الشد.

قابلية التطابق مقابل المطاوعة

وعلى النقيض من ذلك ، فإن قابلية الانضباط هي مقياس لقدرة المعدن على تحمل الضغط ، مثل الطحن ، أو الدوران ، أو الضغط. على الرغم من أن هذين المفهومين قد يبدوان متشابهين على السطح ، إلا أن المعادن التي تكون قابلة للامتداد ليست بالضرورة قابلة للطرق. من الأمثلة الشائعة على الاختلاف بين هاتين الخواصتين هو الرصاص ، وهو مرن جداً ولكنه غير مرن للغاية بسبب تركيبه البلوري. يحدد التركيب البلوري للمعادن كيفية تشوهها تحت الضغط.

الجسيمات الذرية يمكن أن تتشوه معادن التركيب تحت الضغط إما عن طريق الانزلاق فوق بعضها البعض أو التمدد بعيدًا عن بعضها البعض.

يسمح التركيب البلوري لمزيد من المعادن القابلة للسحب بتوسيع ذرات الفلز عن بعضها البعض ، وهي عملية تسمى "توأمة". المزيد من المعادن القابلة للامتداد هي تلك التي تكون أكثر توافقاً بسهولة ، كما أنها تشوه بسهولة في اتجاهات أخرى.

تأثير درجة الحرارة

الليونة في المعادن ترتبط أيضا بدرجة الحرارة.

كما يتم تسخين المعادن ، فإنها تصبح عموما أقل هشاشة ، مما يسمح للتشوه البلاستيكية. وبعبارة أخرى ، فإن معظم المعادن تصبح أكثر مرونة عندما يتم تسخينها ويمكن سحبها بسهولة أكبر إلى الأسلاك دون أن تنكسر. يثبت الرصاص أن يكون استثناء لهذه القاعدة ، لأنه يصبح أكثر هشاشة كما يتم تسخينه.

ما هي أكثر المعادن القابلة للسحب؟

في حين أنه من الصعب مقارنة الليونة بشكل مباشر بين المعادن ، يعتبر الذهب والبلاتين الأكثر مرونة. يقال أنه يمكن سحب الذهب إلى أسلاك على ما يرام بحيث يمكن للأونصة الواحدة من المعدن أن تصل إلى خمسين ميلاً.