اگر به نحوه کار آهنگران دقت کرده باشید، مشاهده می‌کنید که همیشه ضربات متوالی و مهلکی را به فلزات زیر دست خود وارد می‌کنند تا به آنها شکل بدهند. بسیاری از فلزات در زیر این ضربات دچار شکستگی می‌شوند. در حالی که ما به طور کلی فلزات را برخی از سخت‌ترین مواد روی کره زمین می‌دانیم، اما در واقع بیش از چند فلز وجود دارند که نرم و به راحتی قابل انعطاف هستند و در زیر بار ضربات نمی‌شکنند. این قابلیت با نام چکش خواری شناخته می‌شود و ویژگی بسیار مهم و خاصی برای فلزاتی است که دارای آن هستند. اما چکش خواری چیست و چکش خوارترین فلزات کدامند؟ در ادامه با صباپروفیل همراه باشید تا به این سوالات پاسخ دهیم.
فهرست مطالب
چکش خواری فلزات چیست؟
چکش خواری (به انگلیسی Malleable) یکی از ویژگی‌های فیزیکی مهم در فلزات است که توانایی آنها را در مقابل اعمال فشار یا نورد به منظور تبدیل شدن به ورق‌های نازک تعیین می‌کند، بدون اینکه شکست در آنها به وجود آید. چکش خواری فلزات در صنایع لوازم خانگی و خودرو بسیار مهم است و همچنین از این خاصیت در ساخت بدنه خودرو، یخچال، مایکروویو ، اجاق گاز و سایر اجسام فلزی مسطح و خمیده استفاده می‌شود.
البته شکل پذیری و چکش خواری همیشه با یکدیگر همبستگی ندارند. به عنوان مثال، طلا شکل پذیر و چکش خوار است، با این حال، سرب صرفاً چکش خوار است و میتوان به این طریق ورق سرب تولید کرد اما این فلز شکل پذیر نیست.
چکش خواری، شکل پذیری و سختی
قبل از اینکه بتوانیم به این سوال که چکش خوارترین فلزات کدامند، پاسخ دهیم، باید بین سه ویژگی که به بهترین وجه فلزات نرم را توصیف می‌کنند، تمایز قائل شویم:
- شکل پذیری (Ductility): به توانایی یک ماده برای تغییر شکل و کشیده شدن، بدون از دست دادن استحکام یا شکستن، شکل پذیری می‌گویند.
- چکش خواری: به توانایی یک ماده برای تغییر شکل دائمی تحت فشار بدون پارگی، چکش خواری می‌گویند.
- سختی (Hardness): به توانایی مقاومت در برابر تغییر شکل دائمی موضعی، سختی فلز می‌گویند.
تفاوت چکش خواری و شکل پذیری
شکل پذیری با تنش کششی ارتباط دارد، در حالی که چکش خواری با تنش فشاری سروکار دارد. موادی مانند سرب بسیار چکش‌خوار هستند و میتوان آنها را با چکش‌کاری و با احتمال کمی شکستگی شکل داد، اما انعطاف‌پذیر نیستند و اگر از دو جهت مخالف کشیده شوند، به راحتی می‌شکنند.
اهمیت دما در چکش خواری
در حالی که چندین عامل ممکن است بر چکش‌خواری فلز تأثیر بگذارد، مهم‌ترین آنها عبارتند از:
- درجه حرارت
- استحکام پیوند فلزی
با افزایش دما، الکترون‌های ظرفیت فلز، انرژی لازم برای حرکت را به دست می‌آورند. این ارتعاش اتم‌ها را افزایش می‌دهد و در نتیجه برخورد بیشتری با الکترون‌های در حال حرکت ایجاد می‌کند. با افزایش دما، فاصله بین اتم‌ها افزایش یافته و استحکام ماده کاهش می‌یابد.
تنش تسلیم نیز با افزایش دما کاهش می‌یابد که به نوبه خود انجام فرآیندهای شکل‌دهی را آسان‌تر می‌کند. توصیه می‌کنیم احتیاط کنید زیرا استرس مکرر می‌تواند باعث شکننده شدن برخی از مواد مانند برنج، مس، آهن، نقره و فولاد شود.
کدام مواد چکش خوار هستند؟
در لیست زیر می‌توانید چکش خواری فلزات به ترتیب را مشاهده نمایید:
| طلا | نقره | پلاتینوم (پلاتین) | آلومینیوم |
| آهن | مس | برنج | برنز |
| نیکل | سرب | قلع | فولاد |
| تیتانیوم | ایندیوم | کادمیوم | الکتروم |
| کلسیم | لیتیوم |
کدام ماده خاصیت چکش خواری ندارد؟
به طور کلی مواد غیرفلزی چکش خوار نیستند. هر چند چند استثنا وجود دارد. چندین آلوتروپ وجود دارد که میتوان آنها را تغییر داد. یک تصویر آلوتروپ پلاستیکی گوگرد است. عناصر غیرفلزی چکش خوار نیستند، اگرچه برخی از پلیمرهای غیرفلزی اینگونه هستند. به عنوان مثال، برخی از پلاستیک‌ها چکش خوار هستند.
چکش خوارترین فلزات
چکش خواری در فلزات موضوع پیچیده‌ای است. طلا و نقره چکش خوارترین و انعطاف پذیرترین فلزات هستند. در حالت خالص خود، طلا و نقره برای ساخت اشیایی که شکل خود را حفظ می‌کنند بسیار نرم هستند.
چکش خوارترین فلزات از کمترین تا چکش خوارترین به شرح زیر است:
- قلع (Sn)
- مس (مس)
- آلومینیوم (Al)
- نقره (Ag)
- طلا (Au)
طلا چکش خوارترین فلز است.
سوالاتی در رابطه با چکش خواری سایر فلزات و نافلزات
آیا گرافیت چکش خوار است؟
گرافیت یک غیر فلز است و رسانایی نیز ندارد. گرافیت آلوتروپ کربن است و صرفاً از کربن ساخته شده است. گرافیت چکش خوار نیست.
آیا کروم چکش خوار است؟
کروم فلزی نقره‌ای، براق و بسیار سخت است که می‌تواند براقیت آینه‌ای بالایی داشته باشد. همچنین بی بو، بی مزه و چکش خوار است. این فلز یک پوشش اکسید محافظ نازک در هوا تشکیل می‌دهد.
آیا کربن چکش خوار است؟
کربن، غیرفلز است و انعطاف پذیر نیست، بلکه شکننده است. در نتیجه کربن شکچ خوار نمی‌باشد.
آلومینیوم چکش خوار است؟
آلومینیوم فلزی سفید مایل به نقره‌ای رنگ و سبک وزن است. نرم و چکش خوار است. آلومینیوم در محصولات متنوعی از جمله قوطی، فویل، ظروف آشپزخانه، قاب پنجره و قطعات هواپیما استفاده می‌شود. این به دلیل ویژگی‌های خاص آن است.
آیا طلا چکش خوار است؟
طلا نه تنها چکش خوار است بلکه به عنوان چکش خوارترین فلز دنیا نیز شناخته می‌شود.
آیا سرب چکش خوار است؟
سرب (Pb)، یک فلز نرم، نقره‌ای سفید یا خاکستری رنگ است و بسیار چکش خوار، شکل پذیر و متراکم است و رسانای ضعیف الکتریسیته نیز می‌باشد.
آیا سدیم چکش خوار است؟
سدیم یک فلز نقره‌ای درخشان است. سدیم به شکل جامد وجود دارد. نرم، چکش خوار و انعطاف پذیر است. سدیم رسانای خوبی برای برق و گرما است.
آیا جیوه چکش خوار است؟
جیوه در گروهی از عناصر به نام فلزات واسطه قرار دارد. این فلزات دارای خواصی هستند که آنها را چکش خوار می‌کند و می‌توانند به اشکال مختلف در بیایند. با این حال، از آنجایی که جیوه یک مایع است، نمی‌توان آن را مانند سایر فلزات شکل داد. فلزات واسطه نیز در رسانایی الکتریسیته و گرما بسیار خوب هستند.
آیا تنگستن چکش خوار است؟
تنگستن معمولاً در دمای اتاق شکننده است. تنگستن خالص را میتوان با کار مکانیکی در دماهای بالا انعطاف‌پذیر کرد و سپس میتوان آن را به سیم بسیار ظریف کشید.
آیا آهن چکش خوار است؟
آهن فلزی نرم، چکش خوار و شکل پذیر است و به شدت مغناطیسی (فرومغناطیسی) است.
آیا الماس چکش خوار است؟
در مورد الماس، اتم‌ها توسط پیوندهای کووالانسی بسیار قوی در کنار هم نگه داشته می‌شوند که سختی آن را توضیح می‌دهد. بنابراین هنگامی که نیروی خارجی اعمال می‌شود، به دلیل استحکام پیوند بالا، انرژی جذب نمی‌کند، بلکه انرژی برای ترک خوردن آن استفاده می‌شود و بنابراین گفته می‌شود الماس چکش خوار نیست.
آیا نقره چکش خوار است؟
نقره از چکش خوارترین و انعطاف پذیرترین فلزات است. از طلا سخت‌تر اما از مس نرم‌تر است.
آیا ژرمانیم چکش خوار است؟
ژرمانیم (Germanium) نه انعطاف پذیر است و نه چکش خوار.
آیا سیلیسیم چکش خوار است؟
سیلیسیم یا سیلیکون، چکش خوار و انعطاف پذیر نیست.
آیا گوگرد چکش خوار است؟
گوگرد که از غیرفلزات است، در هنگام ضربه شکسته می‌شود و پودر تشکیل می‌شود. از این رو، گوگرد چکش خوار نیست.
جمع‌بندی
ماده‌ای را چکش خوار می‌گویند که بتوان آن را بدون ترک برداشتن یا شکستن، به طور دائمی خم کرد و یا تغییر شکل داد. بیشتر فلزات چکش خوار هستند، اما شیشه چنین خاصیتی ندارد. برای آنکه یک ماده چکش خوار باشد لازم است اتم‌های موجود در آن بتوانند روی هم بلغزند بدون آنکه باعث گسست و پارگی شوند. در فلزات این خاصیت وجود دارد، زیرا نیروی بین اتم‌ها چندان به موقعیت آنها وابسته نیست. بسیاری از فلزات از قبیل آلومینیوم، طلا، آهن، مس و نقره چکش خوار هستند. طلا نیز به عنوان چکش خوارترین فلز دنیا شناخته می‌شود.
پرسش و پاسخ
کدام ماده چکش خوار نیست ولی رسانای جریان برق است؟
روی (zinc)، فلزی است که چکش خوار نیست ولی رسانای جریان برق است.
آیا چکش خواری طلای خالص بیشتر از آلیاژ فولاد است؟
بله، طلا چکش خوارترین فلز است زیرا در مقایسه با سایر عناصر هم گروه دارای استحکام کششی 120 مگاپاسکال است.
چکش خواری فلزات بیشتر است یا نافلزات؟
فلزات موادی هستند که هم رسانای خوب گرما و هم الکتریسیته هستند، یک نافلز رسانای بد گرما و الکتریسیته است. این بر اساس در دسترس بودن الکترون‌های متحرک است. فلزات دارای خواص بهتر در زمینه چکش خواری و شکل پذیری هستند.
چکش خوار بودن فلزات چه فایده ای دارد؟
اصلیترین فایده چکش خوار بودن فلزات این است که میتوان آنها را به اشکال مختلف در آورد بدون اینکه ترک بردارند و یا بشکنند.
فلزات, مقالات در گروه صبا | نویسنده : امید مرادی | بروزرسانی : 20 آبان 1402
بهتر بود سریع جواب رو میداد البته نظر منه