Ductility in Metals Explained
Ductility is een maat voor het vermogen van een metaal om bestand te zijn tegen trekspanning - elke kracht die de twee uiteinden van een materiaal van elkaar aftrekt. Het spel van touwtrekken geeft een goed voorbeeld van de treksterkte die op een touw wordt uitgeoefend. Buigzaamheid is de plastische vervorming die optreedt als gevolg van dergelijke soorten spanning. De term "ductiel" betekent letterlijk dat een metalen substantie in een dunne draad kan worden gestrekt, en het wordt niet zwakker of broos in het proces.
Metalen met hoge of lage ductiliteit
Metalen met hoge ductiliteit zoals koper kunnen in lange, dunne draden worden getrokken zonder te breken. Koper heeft van oudsher gediend als een uitstekende geleider van elektriciteit, maar dit metaal kan bijna alles aan. Metalen met lage vervormbaarheid, zoals bismut , zullen in plaats daarvan scheuren wanneer ze onder trekspanning worden gezet.
Ductility vs. Malleability
Daarentegen is kneedbaarheid de maat van het vermogen van een metaal om compressie te weerstaan, zoals hameren, rollen of persen. Hoewel deze twee concepten op het oppervlak vergelijkbaar kunnen lijken, zijn metalen die ductiel zijn niet noodzakelijk kneedbaar. Een veel voorkomend voorbeeld van het verschil tussen deze twee eigenschappen is lood , dat zeer buigzaam maar niet erg ductiel is vanwege de kristalstructuur. De kristalstructuur van metalen bepaalt hoe ze onder stress zullen vervormen.
De atoomdeeltjes die metalen maken, kunnen onder stress worden vervormd door over elkaar heen te glijden of door zich van elkaar af te rekken.
Door de kristalstructuur van meer ductiele metalen kunnen de atomen van het metaal verder uit elkaar worden gerekt, een proces dat 'twinning' wordt genoemd. Meer ductiele metalen zijn die die gemakkelijker tezamen gaan, en ze vervormen ook gemakkelijker in andere richtingen.
Het effect van temperatuur
Dunheid in metalen is ook gerelateerd aan temperatuur.
Aangezien metalen worden verwarmd, worden ze over het algemeen minder bros, waardoor plastische vervorming mogelijk is. Met andere woorden, de meeste metalen worden meer taai wanneer ze worden verwarmd en kunnen gemakkelijker in draden worden getrokken zonder te breken. Lood is een uitzondering op deze regel, omdat het brozer wordt als het wordt verwarmd.
Wat zijn de meest kneedbare metalen?
Hoewel het moeilijk is om ductiliteit tussen metalen direct te vergelijken, worden goud en platina beschouwd als de meest rekbare. Er wordt gezegd dat goud zo fijn in draden kan worden getrokken dat een ons van het metaal tot vijftig kilometer kan reiken.