Metalen zijn ongetwijfeld een van de meest gebruikte stoffen in onze wereld. Er is een scala aan metalen, met een scala aan eigenschappen, waardoor het bruikbaar is in een breed scala van gebieden. Ze worden gebruikt in kleine componenten in onze smartphones, tot gigantische staven die worden gebruikt om grote gebouwen te maken.
Dit alles is mogelijk omdat metalen een aantal eigenschappen hebben, zowel chemische als fysische, die ze zo veelzijdig maken. Van deze eigenschappen zijn de twee van de meest geëxploiteerde eigenschappen de taaiheid en kneedbaarheid. Het is belangrijk op te merken dat beide fysische eigenschappen zijn, wat betekent dat beide eigenschappen de moleculaire samenstelling van het metaal of enige andere stof die daarbij betrokken is, niet veranderen.
Ductiliteit versus kneedbaarheid
Het verschil tussen ductiliteit en kneedbaarheid is dat ductiliteit de eigenschap is waarmee een metaal in draden kan worden getrokken, terwijl kneedbaarheid de eigenschap is waarmee een metaal in platen kan worden getrokken.
Ductiliteit is de eigenschap van metaal waarmee het in draden kan worden getrokken. Hoeveel trekspanning kan een metaal eigenlijk verdragen voordat het vervormd raakt.
De kneedbaarheid van metaal betekent het vermogen van een metaal om tot platen te worden geslagen zonder te breken. Dit toont het vermogen van een metaal om samendrukkende krachten te ondersteunen zonder te vervormen.
Vergelijkingstabel tussen ductiliteit en kneedbaarheid
| Parameters van vergelijking: | ductiliteit | kneedbaarheid |
| Definitie | Het vermogen van een metaal om in draden te worden getrokken zonder te breken. | Het vermogen van een metaal om in platen te worden geslagen zonder te breken. |
| krachten | Trekspanning. | Compressieve spanning. |
| Geschikte metalen | Koper, aluminium, platina. | Goud, zilver, ijzer. |
| Ongeschikte metalen | Kalium, Natrium, Kwik. | Nikkel naast kalium, natrium en kwik. |
| Test | Buigtest wordt gebruikt om de ductiliteit te meten. | Compressietest wordt gebruikt om de kneedbaarheid te meten. |
Wat is ductiliteit?
Ductiliteit van metaal betekent het vermogen van een metaal om in draden te worden getrokken zonder onderhevig te zijn aan enige andere vorm van vervorming. Om dit te begrijpen, veronderstel dat we een blok metaal hebben, en als het metaal daar onderhevig is aan trekspanning en de vorm van een draad aanneemt, dan zeggen we dat het metaal ductiel is.
Hoe meer spanning we geven, hoe dunner de draden zullen worden. Het is echter bekend dat na één punt de draad zeker zal breken. Daarom staat dat metaal dat de hoogste hoeveelheid trekspanning kan weerstaan en dunnere draden blijft produceren zonder helemaal te breken, bekend als een zeer ductiel metaal.
Het kennen van de taaiheid van een metaal is erg belangrijk, aangezien draden een zeer belangrijke rol spelen in onze technologische wereld. Ze worden gebruikt om elektriciteit over lange afstanden te transporteren, ze worden gebruikt in onze computer, ze worden bijna overal gebruikt waar transport van elektriciteit nodig is. Als we dus de taaiheid van metaal kennen, weten we of het geschikt is om het in een draad te gieten of niet.
Een ander interessant feit is dat we rekening moeten houden met de taaiheid en de geleidbaarheid van deze draden, aangezien een bepaalde draad erg ductiel kan zijn, maar mogelijk geen goede geleidbaarheid heeft. Geleidbaarheid is in feite het vermogen van een metaal om elektriciteit te geleiden. Metalen met een goede geleidbaarheid staan bekend als geleiders en metalen met een lage geleidbaarheid staan bekend als isolatoren.
Koper, aluminium en platina zijn de meest ductiele metalen, terwijl kalium, natrium en kwik de minst ductiele metalen zijn. De belangrijkste reden waarom deze metalen zo'n lage ductiliteit hebben, is omdat ze ofwel vloeibaar zijn, ofwel erg zacht en reactief bij kamertemperatuur. Dit maakt ze ongeschikt om als draden te fungeren.
Wat is maakbaarheid?
Kneedbaarheid is de eigenschap van metaal waarmee het tot platen of platen kan worden geslagen zonder vervormd te raken. Men kan ook rollen gebruiken om de vellen te maken. Kortom, het metaal is onderhevig aan een soort drukspanning die het metaal afvlakt. Als het metaal aan deze spanning toegeeft en breekt, wordt het metaal als niet-smeedbaar beschouwd. Elk metaal dat dunnere en dunnere platen kan blijven produceren zonder te breken, terwijl de drukspanning tegelijkertijd blijft toenemen, staat bekend als een smeedbaar metaal.
De kneedbaarheid van een metaal hangt sterk af van de kristalstructuur. Om te begrijpen hoe deze compressiekrachten werken, moeten we kijken naar de moleculaire structuur van het metaal. De atomen van het metaal zijn op elkaar gepakt.
Wanneer enige vorm van samendrukkende kracht op het metaal wordt uitgeoefend, wordt de intermoleculaire opening kleiner en komen de moleculen dicht bij elkaar. Deze vermindering van ruimte leidt ertoe dat het hele metaal de vorm van platen in het algemeen krijgt. Wanneer deze kracht enorm is, worden deze moleculen permanent op hun nieuwe locatie gepositioneerd.
De meest kneedbare metalen zijn goud, zilver en ijzer. De meest niet-smeedbare metalen zijn nikkel, kalium, natrium en kwik. Bismut en antimoon zijn ook twee niet-smeedbare metalen. Dit komt omdat het erg moeilijk is om hun atomen naar nieuwe plaatsen te verplaatsen zonder hun vorm te breken.
Belangrijkste verschillen tussen ductiliteit en kneedbaarheid
Gevolgtrekking
Metalen hebben veel eigenschappen, zowel fysisch als chemisch. Er zijn tal van uitzonderingen op het gebied van chemische eigenschappen, maar de fysieke eigenschappen van metalen zijn gedefinieerd en vrij eenvoudig. Daarom is het heel gemakkelijk te begrijpen, en als iemand eenmaal de subtiele verschillen tussen termen als deze kent, kan hij deze kennis toepassen op een groot aantal gebieden.
