延展性

✍ dations ◷ 2025-04-25 03:22:13 #延展性
延展性(ductility and malleability),是物质的一种机械性质,表示材料在受力而产生破裂(fracture)之前,其塑性变形的能力。延展性是由延性、展性两个概念相近的机械性质合称。常见金属及许多合金均有延展性。在材料科学中,延性(Ductility)是材料受到拉伸应力(tensile stress)变形时,特别被注目的材料能力。延性它主要表现在材料被拉伸成线条状时。展性(Malleability)是另外一个较相似的概念,但它表示为材料受到压缩应力(compressive stress)变形,而不破裂的能力。展性主要表现在材料受到锻造或轧制成薄板时。延性和展性两者间并不总是相关,如黄金具有良好的延性和展性,但铅仅仅有良好的展性而已。然而,通常上因这两个性质概念相近,常被称为延展性。在地球科学中,脆韧转换带(brittle-ductile transition zone)是一个地层带,在大陆地壳约15千米(9英里)深,在冰川下的脆性-延性转换带则约在30米(100英尺)深,在这转换带岩石的韧性减弱且倾向延性变形。然而,在就算在转换带之上,延性变形依然有机会发生,在转换带之下,物质也有可能发生韧性变形。这转换带的产生是因随深度越深,压力越大,韧性减弱,另一方面随着温度提高,使延性变强。 而转换带就产生在延性超过韧性之时。延展性在金属加工特别重要,当材料在受压状态下,若是产生裂缝或断裂是不能运用在金属成形如锻造、辊轧(rolling)、抽制(drawing)等过程中的,展性材料能运用于冲压和压制,然而脆性材料和塑胶则只能用铸造或射出成形的方式加工。一般而言,以金属键键结为主的金属材质通常认为是延展性物质,材料之所以产生高延展性,是因为金属键外层价电子并没有被束缚,且原子间共用游走于空价轨域的电子云,这些自由电子允许金属原子可以彼此间透过滑移通过,而不会像其他材料会产生的强排斥力,造成破裂。延性可透过破裂应变 ε f {displaystyle varepsilon _{f}} 量化,在这破裂应变是指历经单轴拉伸试验时的工程应变。另外还有另一种普遍的测量法,即算发生破裂时的面积收缩百分比 q {displaystyle q} .。以下列出有延展性相当良好的金属:金、银、铂、铁、镍、铜、铝、锌和锡.。然而,钢铁的延性视合金的成分而定,碳含量越高延性下降。另外,许多塑胶材料和非晶形固体,如培乐多(Play-Doh)等,具有展性。金属的延脆转移温度(DBTT),又称“无延性温度”(NDT)或称“脆性转变温度”,是当金属温度下降至某一点时,其性质延性转变成脆性时的温度。通常此温度确定需通过冲击破裂试验,但测量设定上没有一套明确的标准。测验时当到达某一点,可承受的耐破裂能量将会低于假设的某一值(通常钢铁传统上设定是40J),即延脆转移温度。延脆转移温度相当重要,因为一旦金属材料低于延脆转移温度时,若遭受到很大的冲击,将会倾向产生巨大碎裂,而不会弯曲或变形。举一个例子,锌合金3(zamak 3)在室温下有良好延性,但在零度以下的环境时,在冲击下它会很容易碎裂。因此当物体若会受到工程应力,考虑选择合适的金属材料时,延脆转移温度相当重要。另外,较相似的案例是玻璃转换温度,它发生在玻璃和高分子上,但它的机构是否为非晶形材料而有所不同。然而,有些金属的延脆转移并不会很明显,如体心立方(BCC)晶体结构的金属它的转移就比面心立方(FCC)晶体结构的还来得明显。延脆转移温度也受到外界因素影响,如中子辐射会造成内部结晶缺陷(lattice defect),使延性下降,延脆转移温度提高。当延性材料发生断裂时,称为延性断裂(ductile fracture)。当金属受到一作用应力,它可能是张力、应力、剪力或扭力,试品一开始将会产生塑性变形,然而随着试品延性程度不同而有不同的断裂面。在高延性试品中,试品会产生塑性变形,直到颈缩至断裂。而中等延性试品形变至中等颈缩时,接着颈缩部位的中心截面会产生小孔穴,或产生微小空孔。当继续受力变形,这些截面的小空孔会逐渐扩大,合并成一道裂缝,最后靠外部的裂缝会与轴方向呈45°剪力破坏,使破断面呈杯锥状断裂。延性断裂对材料而言较有利,因为发生脆性破裂时,几乎没有预警之下就发生断裂,且脆性材料产生裂痕后,就算不再增加作用应力,裂痕仍可自发扩大。然而,当延性材料产生裂痕,除非继续增加作用应力,不然裂痕是不会再扩大,且延性断裂前会产生大量形变,可提供断裂即将来临的警讯,以利采取预防措施。

相关

  • 抗胆碱剂抗胆碱剂(英语:anticholinergic agent)是一种在中央神经系统与周围神经系统,阻断神经递质乙酰胆碱的物质。抗胆碱剂经由选择性阻断乙酰胆碱神经递质连结其神经细胞的受体,抑制副
  • 氯苯那敏氯苯那敏(Chlorpheniramine),又称扑尔敏,是在预防过敏性疾病如鼻炎和荨麻疹症状时使用的第一代烷基胺抗组胺药。相比于其他第一代抗组胺药其镇静作用较弱。氯苯那敏是在兽医,小动
  • 乔治·爱德华·摩尔乔治·爱德华·摩尔,OM(George Edward Moore或G. E. Moore,1873年11月4日-1958年10月24日),英国哲学家,与伯特兰·罗素一同被认为是分析哲学的主要创始人,主要贡献为后设伦理学,其知
  • 国会议会是立法机关的一种型态,由人民中选出一定数量的代表者组成以执行立法权;这些代表者称为议员,可以透过直接选举或间接选举产生、也可能是委任的。议会常用来指称民主国家的立
  • 克洛维克洛维(Clovis)可以指:Clovis也译作克洛维斯,可以指:
  • 肾sub水/sub中医传统上所指的肾,与现代医学及生物学中的肾脏大致上是指相近的构造,但是功能上并不完全对应。在脏象学说中,肾属五脏之一,属水,与膀胱互为表里。而且肾为水火之脏,含肾阴、肾阳
  • 罗马体在拉丁字母的字体排印学中,罗马体(英语:Roman type)是一种主要印刷字形,与哥特体(Blackletter)、意大利体并列为三大主流字形,也被称为标准体(Regular)。罗马体根据古罗马时代,在建筑上
  • 技术成熟度曲线技术成熟度曲线(The Hype Cycle),又称技术循环曲线,光环曲线,炒作周期,指的是企业用来评估新科技的可见度,利用时间轴与市面上的可见度(媒体曝光度)决定要不要采用新科技的一种工具
  • 探测车巡视器(英语:rover 或 planetary rover)是一种太空探索中,用于在行星或其他天体的表面移动的车辆。目前人类发射的月球车、火星车都成功登陆过月球和火星。
  • 基础代谢率基础代谢率(英语:basal metabolic rate,首字母缩写BMR)是指在自然温度环境中,恒温动物(比如人)的身体在非剧烈活动的状态下,处于非消化状态,维持生命所需消耗的最低能量。这些能量主