Duktilität in Metallen erklärt
Duktilität ist ein Maß für die Fähigkeit eines Metalls, einer Zugspannung zu widerstehen - jeder Kraft, die die beiden Enden eines Materials voneinander wegzieht. Das Tauziehen ist ein gutes Beispiel für die Zugfestigkeit eines Seils. Duktilität ist die plastische Verformung, die als Folge solcher Beanspruchungen auftritt. Der Begriff "duktil" bedeutet wörtlich, dass eine Metallsubstanz zu einem dünnen Draht ausgestreckt werden kann und dabei nicht schwächer wird oder brüchig wird.
Metalle mit hoher oder niedriger Duktilität
Metalle mit hoher Duktilität, wie etwa Kupfer, können in lange, dünne Drähte gezogen werden, ohne zu brechen. Kupfer diente in der Vergangenheit als exzellenter Stromleiter, aber dieses Metall kann fast alles leiten. Metalle mit geringen Duktilitäten, wie Wismut , brechen stattdessen, wenn sie unter Zugspannung gesetzt werden.
Duktilität vs. Formbarkeit
Im Gegensatz dazu ist die Formbarkeit das Maß für die Fähigkeit eines Metalls, einer Kompression standzuhalten, wie zum Beispiel Hämmern, Rollen oder Pressen. Während diese beiden Konzepte auf der Oberfläche ähnlich erscheinen mögen, sind die duktilen Metalle nicht notwendigerweise verformbar. Ein übliches Beispiel für den Unterschied zwischen diesen beiden Eigenschaften ist Blei , das aufgrund seiner Kristallstruktur sehr formbar, aber nicht sehr duktil ist. Die Kristallstruktur von Metallen bestimmt, wie sie sich unter Spannung verformen.
Die atomaren Partikel, die Makrometalle bilden, können sich unter Stress entweder durch Übereinanderschieben oder durch Auseinanderdriften deformieren.
Die Kristallstruktur von duktileren Metallen erlaubt es, die Atome des Metalls weiter auseinander zu strecken, ein Prozess, der "Twinning" genannt wird. Mehr duktile Metalle sind solche, die sich leichter paaren, und sie verformen sich auch leichter in anderen Richtungen.
Der Effekt der Temperatur
Die Duktilität in Metallen hängt auch von der Temperatur ab.
Wenn Metalle erhitzt werden, werden sie im Allgemeinen weniger spröde, was eine plastische Verformung ermöglicht. Mit anderen Worten, die meisten Metalle werden beim Erhitzen ergiebiger und können leichter in Drähte gezogen werden, ohne zu brechen. Blei erweist sich als Ausnahme von dieser Regel, da es bei Erwärmung heißer wird.
Was sind die duktilsten Metalle?
Während es schwierig ist, die Duktilität zwischen Metallen direkt zu vergleichen, gelten Gold und Platin als die dehnbarsten. Es wird gesagt, dass Gold in Drähte so fein gezogen werden kann, dass eine Unze des Metalls bis zu fünfzig Meilen erreichen könnte.