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了解延展性

材料通过吹制或轧制产生薄片的能力是延展性的经典指标。非金属没有这个特性。当被锤子敲击时,可锻金属会弯曲并扭曲成各种形状,但不可锻金属可能会破碎成碎片。金、铁、铝、铜、银和铅是可锻金属的例子。

在本文中,您将了解金属的延展性,因为将讨论以下问题的答案:

什么是延展性?

金属被锤击、压碎或轧成薄片而不断裂的趋势称为延展性。换句话说,金属在压缩时变形并呈现新形状的能力。金属在不断裂的情况下可以承受的压力(压缩应力)量是衡量其延展性的指标。各种金属的晶体结构不同,延展性也不同。

金属叶可以由可延展的材料制成。金箔是金属箔的一种著名形式。许多具有高延展性的金属也具有高延展性。有些没有,例如铅,它的延展性低但延展性高。物质(主要是金属)的物理特征是可延展的。在当代元素周期表中,该特征通常适用于 1 到 12 族。

金属延展性在电器和汽车领域至关重要。此功能在冰箱、微波炉和烤箱以及平面和弯曲金属产品的构造中很有用。

阅读更多:了解材料的硬度

可锻金属的例子有哪些?

压缩张力导致可延展金属的原子相互滚动到新的位置,而不会在分子水平上破坏它们的金属键。当可延展金属受到巨大压力时,原子会相互滚动并无限期地留在新位置。可锻金属的例子包括金、银、铁、铝、铜、锡、铟和锂。由这些金属制成的材料具有延展性,包括金箔、锂箔和铟丸。

黄金和白银都是极具延展性的金属。锤击时,一块热铁会变成薄片的形状。非金属没有这个特性。用锤子敲击时,非延展性金属可能会破碎。具有延展性的金属弯曲和扭曲成各种形状。锌在 100 到 200 摄氏度之间具有弹性,但在较高温度下会变脆。

延展性如何发挥作用?

由于它们的晶体结构,金属是可弯曲的。密排晶体结构[六方密排(hcp)或面心立方(fcc)]比体心立方(bcc)等开放结构晶体结构更灵活。

例如,金、银和镁比钒或铬更具延展性。紧密堆积的结构具有像堆叠的平板一样排列的原子,允许平面在应变下相互滑过。另一方面,以身体为中心的结构更像是不会滑动的波纹板。

然而,温度、杂质和其他条件会导致金属呈现不同的形式。因此,特定元素或合金的延展性是由其环境决定的。

非金属有延展性吗?

非金属元素一般没有延展性。然而,也有一些例外。可以操纵某些同素异形体。硫的塑料同素异形体就是一个例子。一些非金属聚合物具有延展性,而非金属元素则没有延展性。例如,一些塑料具有延展性。

延展性和延展性有什么区别?

延展性是指金属在压缩下变形的能力,而延展性是指金属在不造成伤害的情况下拉伸的能力。铜是金属的一个例子,它既具有延展性(可以拉伸成线)又具有延展性(可以弯曲成形状)(也可以卷成片材)。

尽管大多数可延展金属也具有延展性,但这两种品质并不总是相互排斥的。当铅和锡处于冷态时,它们是柔韧且有延展性的,但随着温度升高到接近它们的熔点,它们会逐渐变脆。然而,当金属被加热时,它们变得更具延展性。这是因为温度对金属中的晶粒有影响。

延展性和延展性并不总是同义词。例如,金既具有延展性又具有延展性,而铅仅具有延展性。金属在不断裂的情况下可以承受的压力(压缩应力)的大小通常用于确定其物理属性。金属的物理性质受其晶体结构差异的影响。

延展性和硬度

更硬的金属,如锑和铋,具有更复杂的晶体结构,这使得在不破坏原子的情况下更难将原子推入新位置。这是因为金属的原子行没有对齐。换句话说,有更多的晶粒边界或原子结合不紧密的区域。金属容易在晶界附近断裂。因此,金属越硬、越脆、柔韧性越差,它的晶界就越多。

金属容易在原子没有紧密耦合的晶界位置断裂。结果,当金属有很多晶界时,它会更硬。然而,当晶界较少时,它会变脆且柔韧性较差。由于较高的温度对晶粒的影响,大多数金属在加热时变得更易弯曲。

温度对延展性有什么影响?

大多数金属中的晶界数量随着温度升高而减少,从而增加了延展性。因此,热处理可以使一些在正常条件下不可延展的金属具有延展性。例如,锌在加热到 300 华氏度(150 摄氏度)以上时会变脆。超过这个温度,金属就可以卷成薄片了。

合金化对延展性有什么影响?

另一种控制延展性的技术是合金金属。例如,黄铜的可弯曲性低于其组成金属铜或锌。 14 克拉金和纯银是使金和银变硬并最大限度地降低其延展性的合金。

如何衡量延展性?

延展性可以通过两种方式来衡量。第一个测试涉及确定材料在断裂前可以承受的压力或压缩应力的大小。另一项测试是确定金属片在断裂之前可能变得多薄。

总结

可锻金属是可以淹没和轧制的金属,在薄金属板上很常见。非金属在尝试具有延展性时可能会破碎。然而,金箔也被认为是一种可延展的材料。大多数可锻金属也具有延展性,这两种品质并不总是相互排斥的。

这就是本文的全部内容,正在讨论以下问题的答案:

我希望您从阅读中学到很多东西,如果是这样,请与他人分享。感谢阅读,再见!


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