ČO JE TO KUJNOSŤ? (PRÍKLADY KUJNÝCH MATERIÁLOV) - KULTÚRNY SLOVNÍK - 2026

Malleability je fyzikálna vlastnosť hmoty, ktorý sa vyznačuje tým, že inštitúcie alebo predmetov deformácii pôsobením sily bez praskania v procese. Touto činnosťou môže byť úder kladivom, detonácia, tlak hydraulického lisu alebo valec; akýmkoľvek spôsobom, ktorý sploští materiál na fóliu.

Potom je kujnosť pozorovaná v každodennom živote notoricky známym spôsobom, ale zároveň bez povšimnutia. Napríklad, hliníková fólia predstavuje kujný charakter tohto kovu, pretože s ním sa extrémne tenké a deformovateľné plechy vyrábajú vlastnými rukami.

Kujné kovy alebo zliatiny umožňujú konštrukciu dýh alebo dosiek plátovaných stenami alebo štruktúrami. Zdroj: Pxhere.

Zvyčajnou metódou na rozpoznanie tvárnosti materiálu je preto sledovať, či z neho boli vyrobené listy, dosky, listy alebo dyhy; čím tenšie sú, je prirodzené si myslieť, že čím sú tvárnejšie.

Ďalšou možnou definíciou pre túto vlastnosť by bola schopnosť materiálu byť mechanicky redukovaná na 2D teleso bez praskania alebo lomu. Preto hovoríme o plastickom správaní, ktoré sa zvyčajne študuje v kovoch a zliatinách, ako aj v určitých polymérnych materiáloch.

Ako zistiť kujnosť? Kladivo a gombíky

Tvárnosť materiálu sa môže stanoviť kvalitatívne pomocou kladiva a prípadne pomocou horáka. Vychádzajúc z guľôčok rôznych kovov, zliatin alebo polymérnych materiálov (silikóny, plastelíny, atď.), Sú vystavené nárazom kladiva, kým nie sú dostatočne zmäkčené vo forme listu alebo gombíka.

Materiál, ktorý sa ľahšie zmäkčuje bez prasklín alebo prasklín v gule, bude pri izbovej teplote tvárnejší. Ak pri náraze do kovovej gule uvoľní malé úlomky zo strán, hovorí sa, že jej štruktúra neodoláva tlaku a že nie je schopná sa zdeformovať.

Existujú materiály, ktoré pri izbovej teplote nie sú príliš kujné. Pokus sa opakuje zahrievaním guličiek s horákom na základni, ktorá odoláva vysokým teplotám. Zistí sa, že existujú kovy alebo zliatiny, ktoré sa teraz stávajú tvárnejšími; fenomén široko používaný v metalurgickom priemysle.

Čím sú tieto gombíky tenšie, tým menšie sú zlomeniny, čím sú horúce, tým sú tvárnejšie. Keby bolo možné kvantifikovať tlak vyvíjaný kladivom, mali by sme absolútne hodnoty kujnosti týchto kovov získané vďaka tomuto experimentu a bez použitia iného zariadenia.

Vzťah s tvrdosťou a teplotou

Hliník je kujný materiál.

Z predchádzajúcej časti sa zistilo, že vo všeobecnosti platí, že čím vyššia je teplota materiálu, jeho tvárnosť bude rovnako vyššia. Z tohto dôvodu sa kovy zohrievajú červeno za horúca, aby sa mohli zdeformovať na kotúče, dosky alebo listy.

Kujnosť je tiež zvyčajne nepriamo úmerná tvrdosti: väčšia tvrdosť znamená menšiu kujnosť.

Predstavte si napríklad, že jednou z sfér je diamant. Bez ohľadu na to, ako veľmi ho zohrievate pomocou dúchadla, pri prvom údere kladiva sa vaše kryštály zlomia, čo znemožňuje týmto spôsobom vytvoriť diamantové gombíky. Tvrdé materiály sa tiež vyznačujú krehkosťou, čo je opakom húževnatosti alebo odolnosti.

Sféry, ktoré praskajú pri najmenších úderoch kladiva, sú teda tvrdšie, krehkejšie a menej poddajné.

Úloha kovovej väzby

Ak má byť teleso tvárné, najmä kovové, jeho atómy musia byť schopné efektívne sa preskupiť v reakcii na tlak.

Iónové zlúčeniny, ako sú kovalentné kryštály, majú interakcie, ktoré im bránia v ich opätovnom vytvorení po nátlaku alebo náraze; dislokácie alebo defekty kryštálov sa zväčšujú a nakoniec sa objavia zlomeniny. Toto nie je prípad všetkých kovov a polymérov.

V prípade kovov je tvárnosť spôsobená jedinečnosťou ich kovovej väzby. Jeho atómy drží pohromade more elektrónov, ktoré putuje cez kryštály k svojim limitom, kde nemôžu preskakovať z jedného kryštálu na druhý.

Čím viac kryštalických zŕn nájdu, tým bude kov tvrdší (odolný voči poškriabaniu iným povrchom) a tým menej tvárny.

Atómy vo vnútri kovového kryštálu sú usporiadané v radoch a stĺpcoch, ktoré sú schopné kĺzať sa vďaka mobilite ich elektrónov a podľa orientácie tlaku (na ktorú os pôsobia). Rad atómov sa však nemôže posúvať z jedného kryštálu na druhý; to znamená, že jeho okraje alebo hranice zŕn hrajú proti takejto deformácii.

Vplyv teploty a legovania

Z atómového hľadiska zvýšenie teploty podporuje spojenie medzi kryštalickými zrnami, a teda skĺznutie atómov pod tlakom. Preto teplota zvyšuje kujnosť kovov.

Podobne to nastáva, keď sa kovy legujú, pretože nové kovové atómy znižujú hranice zŕn, čím sa kryštály približujú k sebe a umožňujú lepšie vnútorné posuny.

Príklady kujných materiálov

Tvárnosť striebra umožňuje jeho deformáciu na výrobu mincí. Zdroj: Pixabay.

Nie všetky materiály pozorované v 2D sú nevyhnutne kujné, pretože boli narezané alebo vyrobené takým spôsobom, aby získali tieto tvary alebo geometrie. Je to preto, že kujnosť má tendenciu zameriavať sa hlavne na kovy a v menšej miere na polyméry. Niektoré príklady kujných kovov, materiálov alebo zmesí sú:

aluminium

-Silver

-meď

-Tin

liatinové

-oceľové

-Indian

kadmiové

-nikl

platinum

-gold

-Brass

-Bronze

Zliatiny pokovované niklom

- Sklo

-Clay

-Silicone

- Bahno (pred varením)

- Múka hladká

Iné kovy, ako je titán, vyžadujú vysoké teploty, aby sa stali kujnými. Olovo a horčík sú tiež príkladmi kovov, ktoré nie sú príliš kujné, ako sú škandium a osmium.

Pamätajte, že sklo, ílové ozdoby a drevo sú kujné materiály; Sklo aj hlina však prechádzajú etapami, kde sú kujné a môžu im byť poskytnuté dvojrozmerné obrázky (okná, tabuľky, pravítka atď.).

Pokiaľ ide o kovy, dobrým postrehom na zistenie, do akej miery sú relatívne kujné, je zistiť, či je možné z nich vyrobiť mince a ich zliatiny; ako s mosadznými, bronzovými a striebornými mincami.

Referencie

1. Serway & Jewett. (2009). Fyzika: pre vedu a techniku ​​s modernou fyzikou. Zväzok 2 (siedme vydanie). Cengage Learning.
2. Terence Bell. (16. decembra 2018). Čo je to kovový obchod? Obnovené z: thebalance.com
3. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (4. september 2019). Definícia Mallable (Malleability). Získané z: thinkco.com
4. Whitten, Davis, Peck a Stanley. (2008). chémia (8. vydanie). CENGAGE Learning.
5. Nathan Crawford. (2019). Obchodovateľnosť v chémii: Definícia a príklady Video. Štúdia. Obnovené z: study.com
6. Materská škola Oxhill. (2019). Taviteľné materiály. Získané z: oxhill.durham.sch.uk
7. Encyklopédia príkladov (2019). Taviteľné materiály. Obnovené z: example.co
8. Dražené mince. (2015, 29. septembra). Ako sa vyrábajú mince? Získané z: coins-auctioned.com