Тягучесть это кратко химия

Обновлено: 05.07.2024

На рисунке изображена модель кристаллической решётки металлов: в узлах кристаллической решётки находятся как электрически нейтральные, так и положительно заряженные катионы металлов, а между ними свободно перемещаются отрицательно заряженные электроны (электронный газ).

За счёт наличия в кристаллах свободно движущихся электронов для большинства металлов характерны общие физические свойства: особый металлический блеск, высокие электропроводность и теплопроводность, ковкость и другие.

  • При обычных условиях все металлы (за исключением ртути, её температура плавления — \(–39\) °C) являются твёрдыми веществами.
  • Способность металлов отражать падающий на них свет является причиной наличия у них особого металлического блеска.
  • Металлы не имеют запаха.

В технике металлы принято подразделять на чёрные и цветные . Как правило, к чёрным металлам относят железо и его сплавы, а к цветным — все остальные металлы.

тягучесть это технологическое свойство материалов, позволяющее им деформироваться до растяжения; то есть разделение его двух концов без раннего перелома где-то посередине удлиненного участка. По мере удлинения материала его поперечное сечение уменьшается, становясь более тонким.

Поэтому пластичные материалы механически обрабатывают, чтобы придать им нитевидные формы (провода, кабели, иглы и т. Д.). На швейных машинах катушки с витыми нитями представляют собой домашний пример пластичных материалов; в противном случае текстильные волокна никогда бы не приобрели характерных форм.


Какова цель пластичности в материалах? Способность преодолевать большие расстояния или привлекательные дизайны, будь то для разработки инструментов, украшений, игрушек; или для транспортировки некоторой жидкости, такой как электрический ток.

Последнее приложение представляет собой ключевой пример пластичности материалов, особенно металлов. Тонкие медные провода (верхнее изображение) являются хорошими проводниками электричества, и наряду с золотом и платиной доступны во многих электронных устройствах для обеспечения их работы..

Пластичность не была бы возможным свойством, если бы не было молекулярной или атомной перегруппировки для противодействия падающей растягивающей силе. И если бы его не существовало, человек никогда бы не узнал о кабелях, антеннах, мостах, которые исчезли бы, и мир остался бы в темноте без электрического света (помимо других неисчислимых последствий).

  • 1 Что такое пластичность??
  • 2 свойства
  • 3 Примеры пластичных металлов
    • 3.1 Размер зерен и кристаллические структуры металлов
    • 3.2 Влияние температуры на пластичность металлов
    • 4.1 Жевательная резинка и пластилин
    • 4.2 Демонстрация с металлами

    Что такое пластичность?

    В отличие от пластичности пластичность заслуживает более эффективной структурной перестройки.

    Почему? Потому что, когда поверхность, где натяжение больше, твердое тело имеет больше средств для скольжения своих молекул или атомов, образуя листы или пластины; в то время как когда напряжение сосредоточено во все меньшем поперечном сечении, молекулярное скольжение должно быть более эффективным для противодействия этой силе..

    Не все твердые вещества или материалы могут это сделать, и по этой причине они разрушаются при испытаниях на растяжение. Полученные разрывы в среднем горизонтальны, в то время как из пластичных материалов конические или заостренные, признак растяжения.

    Пластичные материалы также могут прорваться через точку напряжения. Это может быть увеличено, если температура повышается, так как тепло способствует и облегчает молекулярные слайды (хотя есть несколько исключений). Именно благодаря этим оползням материал может проявлять пластичность и, следовательно, быть пластичным.

    Однако пластичность материала включает в себя другие переменные, такие как влажность, тепло, примеси и способ применения силы. Например, свежеплавленное стекло является пластичным, принимая нитевидные формы; но при охлаждении становится хрупким и может сломаться при любом механическом воздействии.

    свойства

    Пластичные материалы имеют свои собственные свойства, непосредственно связанные с их молекулярным расположением. В этом смысле жесткий металлический стержень и мокрый глиняный стержень могут быть пластичными, даже если их свойства сильно отличаются.

    Тем не менее, все они имеют что-то общее: пластичное поведение до распада. В чем разница между пластиком и упругим предметом?

    Эластичный объект обратимо деформируется, что происходит первоначально с пластичными материалами; но сила растяжения увеличивается, деформация становится необратимой, и объект становится пластичным.

    С этого момента проволока или нить принимают определенную форму. После непрерывного растяжения его поперечное сечение становится настолько малым, а растягивающее напряжение слишком высоким, так что его молекулярные скольжения больше не могут противодействовать растяжению и в конечном итоге разрушаются..

    Если пластичность материала чрезвычайно высока, как в случае с золотом, с помощью одного грамма можно получить провода длиной до 66 км, толщиной 1 мкм..

    Чем длиннее проволока, полученная из массы, тем меньше ее поперечное сечение (если у вас нет тонны золота, чтобы построить проволоку значительной толщины)..

    Примеры пластичных металлов

    Металлы относятся к пластичным материалам с неисчислимым количеством применений. Триада состоит из металлов: золота, меди и платины. Один золотой, другой розовато-оранжевый, а последний серебряный. В дополнение к этим металлам есть и другие с более низкой пластичностью:

    -Латунь (и другие металлические сплавы)

    -Сталь (хотя на ее пластичность может повлиять, в зависимости от ее углеродного состава и других добавок)

    -Свинец (но в определенных небольших температурных диапазонах)

    Без предварительных экспериментальных знаний трудно определить, какие металлы действительно пластичны. Его пластичность зависит от степени чистоты и от того, как добавки взаимодействуют с металлическим стеклом.

    Взаимодействия между всеми этими микроскопическими и электронными переменными делают пластичность концепцией, которую необходимо глубоко проанализировать с помощью многомерного анализа; и вы найдете отсутствие стандартного правила для всех металлов.

    Именно по этой причине два металла, хотя и с очень похожими характеристиками, могут быть или не быть пластичными.

    Размер зерен и кристаллические структуры металлов

    Зерна представляют собой кристаллические участки, которые не имеют заметных неровностей (зазоров) в своих трехмерных решетках. В идеале они должны быть полностью симметричными, а их структура должна быть четко определена..

    Каждое зерно для одного и того же металла имеет одинаковую кристаллическую структуру; то есть металл с компактной гексагональной структурой, ГПУ, имеет зерна с кристаллами с системой ГПУ. Они расположены таким образом, что перед силой тяги или растяжения они скользят друг над другом, как если бы они были плоскостями, состоящими из мрамора..

    Обычно, когда плоскости, состоящие из мелких зерен, скользят, они должны преодолевать большую силу трения; в то время как если они большие, они могут двигаться более свободно. Фактически, некоторые исследователи стремятся изменить пластичность некоторых сплавов посредством контролируемого роста их кристаллических зерен..

    С другой стороны, что касается кристаллической структуры, то обычно металлы с кристаллической системой ГЦК (гранец по центру, или кубические по центру лица) являются наиболее пластичными. Между тем, металлы с ОЦК кристаллической структурой (кубическое тело, кубические с центром на гранях) или ГПУ, как правило, менее пластичны.

    Например, и медь, и железо кристаллизуются с помощью ГЦК-компоновки и являются более пластичными, чем цинк и кобальт, оба с ГЦП-компоновками.

    Влияние температуры на пластичность металлов

    Высокая температура может уменьшить или увеличить пластичность материалов, и исключения также относятся к металлам. Однако, как правило, при размягчении металлов, тем больше возможностей превратить их в нити, не разрывая их..

    Это связано с тем, что повышение температуры вызывает колебание металлических атомов, что приводит к объединению зерен; то есть несколько мелких зерен соединяются, образуя крупное зерно.

    С более крупными зернами пластичность увеличивается, и молекулярные слайды сталкиваются с меньшим количеством физических препятствий.

    Эксперимент по объяснению пластичности у детей и подростков


    Пластичность становится чрезвычайно сложной концепцией, если начать анализировать под микроскопом. Итак, как вы объясните это детям и подросткам? Таким образом, что это кажется настолько простым, насколько это возможно, на ваших любопытных глазах.

    Жевательная резинка и пластилин

    До сих пор мы говорили о металлах и расплавленном стекле, но есть и другие невероятно пластичные материалы: жевательная резинка и пластилин..

    Чтобы продемонстрировать пластичность жевательной резинки, достаточно схватить две массы и начать их растягивать; один слева, а другой справа. Результатом будет мост подвески жевательной резинки, который не сможет вернуться к своей первоначальной форме, если не будет разминать руками.

    Тем не менее, наступит момент, когда мост в конечном итоге сломается (и пол будет испачкан жвачкой).

    На изображении выше показано, как ребенок, нажимающий на контейнер с отверстиями, заставляет пластилин появляться, как если бы это были волосы. Сухое игровое тесто менее пластично, чем маслянистое; следовательно, эксперимент может состоять просто в создании двух дождевых червей: один с сухим пластилином, а другой увлажненный маслом.

    Ребенок заметит, что маслянистый червь легче вылепить и набрать длину за счет своей толщины; Пока червь высыхает, он может несколько раз сломаться.

    Пластилин также представляет собой идеальный материал, чтобы объяснить разницу между податливостью (лодка, ворота) и пластичностью (волосы, дождевые черви, змеи, саламандры и т. Д.).

    Демонстрация с металлами

    Хотя подростки не будут манипулировать чем-либо, возможность стать свидетелем образования медных проводов в первом ряду может стать для них привлекательным и интересным опытом. Демонстрация пластичности будет еще более полной, если мы перейдем к другим металлам и, таким образом, сможем сравнить их пластичность..

    Далее все провода должны подвергаться постоянному растяжению до их точки разрыва. При этом подросток будет визуально подтверждать, как пластичность влияет на сопротивление проволоки разрыву..

    тягучесть — растягиваемость, густота, протяжность, неторопливость, медленность Словарь русских синонимов. тягучесть сущ. • протяжность Словарь русских синонимов. Контекст 5.0 Информатик. 2012 … Словарь синонимов

    ТЯГУЧЕСТЬ — ТЯГУЧЕСТЬ, тягучести, мн. нет, жен. отвлеч. сущ. к тягучий. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова

    тягучесть — ТЯГУЧИЙ, ая, ее; уч. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова

    тягучесть — tąsumas statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Medžiagos savybė temptis. atitikmenys: angl. ductility; malleability; stretchability; tensility vok. Dehnbarkeit, f; Duktilität, f; Streckbarkeit, f; Verformbarkeit, f rus.… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

    тягучесть — tąsumas statusas T sritis chemija apibrėžtis Medžiagos savybė temptis. atitikmenys: angl. ductility; malleability; stretchabilily; tensilily rus. растяжимость; тягучесть … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

    Тягучесть — I ж. Свойство тягучего [тягучий I]. II ж. Свойство тягучего [тягучий II]. Толковый словарь Ефремовой. Т. Ф. Ефремова. 2000 … Современный толковый словарь русского языка Ефремовой

    тягучесть — тяг учесть, и … Русский орфографический словарь

    тягучесть — (3 ж), Р., Д., Пр. тягу/чести … Орфографический словарь русского языка

    тягучесть — см. тягучий; и; ж. Тягу/честь клея. Певучая тягу/честь речи. Тягу/честь жизни … Словарь многих выражений

    Следует отметить, что ковкость ( тягучесть ) является качеством, которое используется в целом ряде металлургических процессов. Для изготовления кирпичей следует сначала заготовить глину, очистив ее от камней и гальки, почвы и излишнего песка. Затем ее надо превратить в пластичную массу в глиномялке, состоящей из горизонтального цилиндра с вращающимися лопастями, которые разрезают глину на куски и хорошо ее промешивают, после чего глине надо придать форму кирпичей путем процесса сухого прессования. [33]

    Чистое серебро вследствие его мягкости и тягучести почти не применяется. Из его сплавов с медью изготавливают монеты, ювелирные изделия, лабораторную посуду. Серебром как лучшим проводником электричества покрывают радиодетали. [34]

    Следует отметить, что ковкость ( тягучесть ) является качеством, которое используется в целом ряде металлургических процессов. Для изготовления кирпичей следует сначала заготовить глину, очистив ее от камней и гальки, почвы и излишнего песка. Затем ее надо превратить в пластичную массу в глиномялке, состоящей из горизонтального цилиндра с вращающимися лопастями, которые разрезают глину на куски и хорошо ее промешивают, после чего глине надо придать форму кирпичей путем процесса сухого прессования. [35]

    Чистое серебро вследствие его мягкости и тягучести почти не применяется. Из его сплавов с медью изготавливают монеты, ювелирные изделия, лабораторную посуду. Серебром как лучшим проводником электричества покрывают радиодетали. [36]

    Способность металлов вытягиваться в нити называется тягучестью . Операция протягивания проволоки, во время которой ее диаметр уменьшается, называется трефилированием. [37]

    В литературе, как радикальное средство против тягучести крахмального клея щелочной обработки , рекомендуется добавка канифольного мыла, под влиянием которого клей коротко обрывается с кисти и хорошо намазывается. Добавляя к 20 % - ному крахмальному клею разное количество канифоли ( от 5 до 30 % от веса крахмала), мы испытывали клей при нейтральной и щелочной реакции. [38]

    ДУКТИЛОМЕТРИЯ - отдел прикладной физики, изучающий измерение тягучести полутвердых тел . [39]

    К металлическим свойствам обычно относят большую электропроводность, высокую тягучесть и ковкость, металлический блеск и высокую отражательную способность в видимой области Спектра. В табл. 10 приведены некоторые свойства металлов. [41]

    Металлы отличаются характерным металлическим блеском, ковкостью, тягучестью , могут прокатываться в листы или вытягиваться в проволоку, обладают хорошей тепло - и электропроводностью. При комнатной температуре все металлы ( кроме ртути) находятся в твердом состоянии. [42]

    Металлы отличаются характерным металлическим блеском, ковкостью, тягучестью , могут прокатываться в листы или вытягиваться в проволоку, обладают хорошей теплопроводностью и электрической проводимостью. При комнатной температуре все металлы ( кроме ртути) находятся в твердом состоянии. [43]

    Металлы отличаются характерным металлическим блеском, ковкостью, тягучестью , могут прокатываться в листы или вытягиваться в проволоку, обладают хорошей тепло - и электропроводностью. При комнатной температуре все металлы ( кроме ртути) находятся в твердом состоянии. [44]

    Металлы отличаются характерным металлическим блеском, ковкостью, тягучестью , могут прокатываться в листы или вытягиваться в проволоку, обладают хорошей теплопроводностью и электрической проводимостью. При комнатной температуре все металлы ( кроме ртути) находятся в твердом состоянии. [45]

    Занимая в таблице Менделеева I-II группы, а также побочные подгруппы III-VIII групп, атомы металлов способны отдавать валентные электроны, тем самым окисляться. По группе сверху вниз число электронных слоев увеличивается, радиус атомов растет, как и способность отдавать электроны (металлические свойства атомов). В периодах слева направо радиус атомов уменьшается, металлические свойства снижаются. Поэтому самыми активными металлами в периодах являются металлы I-II групп.

    Физические и химические свойства металлов

    Своими физическими, как и химическими, свойствами металлы обязаны строению кристаллической решетки. Она состоит из положительно заряженных ионов, которые постоянно колеблются вокруг определенного положения равновесия. Кроме того, имеются свободные электроны, которые перемещаются по всему объему. Именно благодаря им, для металлов характерны следующие свойства: металлический блеск, ковкость, пластичность, тепло- и электропроводность.

    Из металлов изготавливают детали и инструменты, корпуса машин, зеркала, бытовую и промышленную химию.

    Такое широкое применение на практике металлы нашли благодаря своим особым свойствам:

    1. Пластичность. Могут легко менять свою форму в нужном направлении, от вытягивания в проволоку до прокатывания в листы.
    2. Характерный блеск и отсутствие прозрачности. Объяснение этому свойству кроется во взаимодействии электронов с падающим на поверхность светом.
    3. Электропроводность. При появлении разности потенциалов движение свободных электронов становится направленным: от отрицательного полюса к положительному. Электропроводность металлов уменьшается с повышением температуры. Происходит это по причине усиления интенсивности колебаний атомов и ионов в узлах кристаллической решетки, что значительно затрудняет осуществление направленного движения частиц.
    4. Теплопроводность. Свободные электроны очень подвижны. Поэтому наблюдается быстрое выравнивание температуры по всей массе металлического тела. Наибольшей теплопроводностью обладают висмут и ртуть.
    5. Твердость. Благодаря такому свойству, металлы нашли применение для изготовления режущих инструментов. Самым твердым металлом является хром, самыми мягкими являются металлы щелочной группы (рубидий, цезий, калий, натрий, литий). Их можно резать обычным ножом. Твердость металла можно определить по специальной шкале Мооса, для металлов эта характеристика находится в интервале от 0,2 до 6,0.
    6. Плотность. Значение плотности зависит от массы и радиуса атома. Самым легким является литий, самым тяжелым — осмий. Для сравнения, их плотность равна 0 , 53 г / с м 3 и 22 , 6 г / с м 3 соответственно. Если плотность металла менее 5 г / с м 3 , то он относится к группе легких.
    7. Температура плавления. Существует металлы легкоплавкие, к примеру, ртуть, и тугоплавкие, например, вольфрам. В целом, те металлы, которые имеют температуру плавления более 1000 о С , отнесены к тугоплавким. Те, для которых она ниже, считаются низкоплавкими.

    Подробное описание механических свойств

    Механические свойства металлов не определяются расчетным путем. Для них существуют специальные экспериментальные процедуры, в ходе которых проверяется степень деформации, характер прочности, способность к пластичности и т.д.

    К основным механическим свойствам относят:

    1. Прочность. Когда говорят, что металл прочен, понимают, что под действием механических факторов он способен сохранять свою кристаллическую структуру. Среди таких факторов числятся: статические (нагрузка в статике), динамические (нагрузка в движении), ударные. Чем выше прочность испытуемого металла, тем конструкция из него будет долговечнее. Это особенно важно в отраслях промышленности, изготавливающих оборудование для использования в жизни людей.
    2. Пластичность. В нуждах производства либо быта часто нужна металлическая пластичность. Это способность металла либо сплавов с его участием изменять свою геометрию, увеличиваться либо уменьшаться в объеме. Такое видоизменение не должно разрушить нормальную кристаллическую решетку.
    3. Твердость. Металлические конструкции почти невозможно повредить либо изменить руками. И все же ощущения от надавливания на алюминий либо железо будут различными. Испытать твердость можно с помощью прибора Бриннеля (как вариант, изобретения Ровелла). Прибор Бриннеля подразумевает определение твердости путем вдавливания в образец металла шара сильной закалки. В изобретении Ровелла используется алмазная пирамида.

    Размер следа, возникшего при давлении, позволяет установить твердость исследуемого состава.

    1. Ударная вязкость. Свойство свидетельствует о способности тела противостоять ударам. Единицей измерения является джоуль на с м 3 .
    2. Упругость. На твердое тело могут воздействовать различные силы, в т.ч. вызывающие его деформацию. Упругие материалы способны по окончании воздействия силы восстанавливать свою форму. Это также можно объяснить особенностями строения кристаллической решетки.

    К механическим свойствам металлов, например, железа, практики относят также такие характеристики, как наличие надежности, долговечности, практичности, живучести.

    Эксплуатационные характеристики

    Кроме общих физических свойств, металлы обладают такой особенностью, как эксплуатационные характеристики. Под этим понятием понимается показатель, демонстрирующий надежность, долговечность и практичность детали, конструкции, изготовленной из металла либо его сплава. Такой показатель формируется на основании обобщения результатов технических испытаний, разнопрофильных замеров.

    К такой категории показателей относят жаропрочность, хладостойкость, стойкость к коррозии, антифрикционные характеристики, циклическая вязкость и т.п.

    Группа металлов с циклической вязкостью способны выдерживать знакопеременные динамические давления. При этом они не разрушаются. Детали, изготовленные из таких металлов, — идеальный вариант для изготовления рессор автомобилей, пружин различных вариаций. Детали, изготовленные из металлов с циклической вязкостью, способны функционировать в неблагоприятных условиях длительные отрезки времени.

    Одной из общих эксплуатационных характеристик является жаропрочность. Краткое описание сводится к способности материалов выдерживать серьезные механические нагрузки, особенно при высоких температурах. Показатель жаропрочности определяется тугоплавкостью химических веществ. Для современных двигателей такая характеристика очень важна. В ходе самого процесса происходит ослабление химических связей, поэтому снижаются упругость, вязкость, твердость. В результате этого деталь постепенно приходит в негодность. Если в не жаропрочные углеродистые стали добавить в определенных количествах алюминий (магний, титан), они повысят жаропрочность до 600оС. Если же в состав материала вводить никель (кобальт), он будет устойчив вплоть до 1000оС.

    Жаростойкость характеризует способность металла не подвергаться коррозии. Насколько велика жаростойкость, можно определить по глубине коррозии. Высокой устойчивостью обладают легированные стали, чугуны, сплавы с хромом, никелем, вольфрамом, ванадием. Эти элементы проявляют жаростойкость при 800-1000оС и выше.

    Хладностойкость показывает, насколько материал может сохранить вязкость при отрицательных температурах.

    Антифрикционность является свойством, показывающим, насколько материал способен снизить трение между соприкасающимися поверхностями в механизмах и деталях. Антифрикционные материалы используют для изготовления подшипников для различных механизмов.

    Таблица, примеры

    Физические свойства металлов изучались давно и серьезно. Сегодня существуют различные таблицы, содержащие обобщенные данные о химических свойствах, механических и эксплуатационных характеристиках. Например, в электрохимическом ряду напряжения металлов они расположены в порядке уменьшения своей восстановительной способности.

    Прочие свойства металлов отражены в таблице.

    ρ 5000 к г / м 3 – легкие металлы: Li, Ca, Na, Mg, Al;

    ρ > 5000 к г / м 3 – тяжелые металлы: Zn, Fe, Ni, Cr, Pb, Ag, Au, Os

    Самый легкий металл — литий:

    ρ = 530 к г / м 3 ;

    самый тяжелый — осмий:

    ρ = 22600 к г / м 3

    Твердость некоторых металлов по шкале Мооса:

    Самые мягкие металлы: K, Rb, Cs, Na

    самый твердый металл — Cr (режет стекло)

    Au, Ag, Cu, Sn, Pb, Zn, Fe

    В ряду наблюдается уменьшение пластичности

    Из пластичного золота можно изготовить фольгу толщиной

    Тпл > 1000°С – тугоплавкие металлы: Au, Cu, Ni, Fe, Pt, Ta, Nb, Mo, W;

    Существуют таблицы, которые связывают общие физические свойства и электронное строение их атомов, а также положение в таблице Д.И.Менделеева.

    Читайте также: