چکش خواری فلزات چیست؟ راهنمای جامع شکل دهی فلزات بدون شکستن
چکش خواری یا Malleability، یکی از ویژگیهای فیزیکی فلزات است که به ما میگوید یک فلز تا چه حد میتواند تحت فشار (مثل ضربه چکش، پرس یا غلتاندن) بدون شکستن، به شکل ورقههای نازک درآید. به بیان سادهتر، چکش خواری یعنی توانایی تغییر شکل فلز تحت فشار.
میزان چکش خواری یک فلز با اندازهگیری فشاری که میتواند قبل از شکستن تحمل کند، مشخص میشود. تفاوت چکش خواری در فلزات مختلف، به ساختار بلوری منحصر به فرد آنها بستگی دارد.
نکات کلیدی در مورد چکش خواری:
- چکش خواری، توانایی یک فلز در تبدیل شدن به ورقههای نازک بدون شکستن است.
- فلزات مختلف، به دلیل ساختار بلوری متفاوت، درجات مختلفی از چکش خواری دارند.
- بیشتر فلزات با گرم شدن، چکش خوارتر میشوند؛ زیرا اتمهای آنها به طور یکنواختتری مرتب میشوند.
فلزات چکش خوار: چه فلزاتی قابلیت شکل پذیری دارند؟
در سطح مولکولی، فشار ناشی از فشرده سازی، اتمهای فلزات چکش خوار را مجبور میکند تا روی یکدیگر بغلتند و به موقعیتهای جدیدی بروند، بدون اینکه پیوند فلزی آنها شکسته شود. وقتی فشار زیادی به یک فلز چکش خوار وارد میشود، اتمها روی یکدیگر میلغزند و به طور دائم در موقعیت جدید خود باقی میمانند.
از جمله فلزات چکش خوار میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- طلا
- نقره
- آهن
- آلومینیوم
- مس
- قلع
- ایندیم
- لیتیم
محصولات ساخته شده از این فلزات نیز میتوانند چکش خواری را به خوبی نشان دهند، از جمله ورق طلا، فویل لیتیم و ساچمه ایندیم.
ارتباط چکش خواری و سختی فلزات
ساختار بلوری فلزات سختتر، مانند آنتیموان و بیسموت، باعث میشود که فشار دادن اتمها به موقعیتهای جدید بدون شکستن دشوارتر شود. دلیل این امر این است که ردیفهای اتمها در این فلزات به درستی در یک راستا قرار نگرفتهاند.
به عبارت دیگر، در این فلزات مرزهای دانهای بیشتری وجود دارد. مرزهای دانه، مناطقی هستند که اتمها در آن به اندازه کافی به هم متصل نیستند. فلزات معمولاً در این مرزهای دانه دچار شکستگی میشوند. بنابراین، هرچه مرزهای دانه در یک فلز بیشتر باشد، آن فلز سختتر، شکنندهتر و چکش خوار کمتری خواهد بود.
تفاوت چکش خواری و مفتول پذیری
در حالی که چکش خواری خاصیتی از فلز است که به آن اجازه میدهد تحت فشار تغییر شکل دهد، مفتول پذیری خاصیتی است که به فلز اجازه میدهد بدون آسیب دیدن کشیده شود.
مس نمونهای از فلزی است که هم مفتول پذیری خوبی دارد (میتوان آن را به صورت سیم کشید) و هم چکش خواری خوبی دارد (میتوان آن را به صورت ورقه درآورد).
در حالی که بیشتر فلزات چکش خوار، مفتول پذیر نیز هستند، این دو خاصیت میتوانند مستقل از هم باشند. به عنوان مثال، سرب و قلع در حالت سرد هم چکش خوار و هم مفتول پذیر هستند، اما با افزایش دما و نزدیک شدن به نقطه ذوبشان، به طور فزایندهای شکننده میشوند.
با این حال، بیشتر فلزات با گرم شدن، چکش خوارتر میشوند. این به دلیل تأثیر دما بر دانههای بلوری درون فلزات است.
کنترل دانههای بلوری از طریق دما
دما تأثیر مستقیمی بر رفتار اتمها دارد و در بیشتر فلزات، گرما باعث میشود اتمها آرایش منظمتری پیدا کنند. این امر تعداد مرزهای دانه را کاهش میدهد و در نتیجه فلز را نرمتر یا چکش خوارتر میکند.
نمونهای از تأثیر دما بر فلزات را میتوان در مورد روی مشاهده کرد که در دمای زیر 149 درجه سانتیگراد (300 درجه فارنهایت) فلزی شکننده است. با این حال، وقتی روی را بالاتر از این دما گرم کنید، آنقدر چکش خوار میشود که میتوان آن را به صورت ورقه درآورد.
کار سرد در تضاد با عملیات حرارتی قرار دارد. این فرآیند شامل غلتاندن، کشیدن یا پرس کردن فلز سرد است. این کار معمولاً منجر به دانههای کوچکتر میشود و فلز را سختتر میکند.
فراتر از دما، آلیاژسازی روش رایج دیگری برای کنترل اندازه دانهها برای ایجاد فلزات قابل کارتر است. برنج، آلیاژی از مس و روی، از هر دو فلز جداگانه سختتر است، زیرا ساختار دانهای آن در برابر فشار ناشی از فشردهسازی مقاومتر است.
- شیمی
- علم
