- नमनीयता क्या है?
- गुण
- नमनीय धातुओं के उदाहरण
- धातुओं के अनाज का आकार और क्रिस्टल संरचनाएं
- धातुओं की नमनीयता पर तापमान का प्रभाव
- बच्चों और किशोरों के लिए लचीलापन समझाने के लिए प्रयोग
- च्युइंग गम चबाकर आटा गूंथें
- धातुओं के साथ प्रदर्शन
- संदर्भ
लचीलापन सामग्री उन्हें एक खंड तनाव ख़राब करने के लिए अनुमति की एक निजी तकनीक है, यह है, इसके दो छोरों को अलग किए बिना कुछ खंड के मध्य बिंदु पर एक त्वरित फ्रैक्चर होने के बिना। जैसे-जैसे सामग्री बढ़ती जाती है, उसका क्रॉस सेक्शन घटता जाता है, पतला होता जाता है।
इसलिए, नमनीय सामग्री को यंत्रवत् रूप से थ्रेडेड आकार (थ्रेड, केबल, सुई, आदि) में काम किया जाता है। सिलाई मशीनों में, घाव के धागे के साथ बॉबिन डक्टाइल सामग्रियों के एक घरेलू उदाहरण का प्रतिनिधित्व करते हैं; अन्यथा टेक्सटाइल फाइबर कभी भी अपनी विशिष्ट आकृतियों का अधिग्रहण नहीं कर सकते थे।
स्रोत: फ़्लिकर के माध्यम से एमिलियन रॉबर्ट विकोल।
सामग्रियों में नमनीयता का उद्देश्य क्या है? लंबी दूरी या आकर्षक डिजाइनों को कवर करने में सक्षम होने के कारण, चाहे वह उपकरण, गहने, खिलौने बनाने के लिए हो; या कुछ तरल पदार्थ के परिवहन के लिए, जैसे विद्युत प्रवाह।
अंतिम एप्लिकेशन सामग्रियों की नमनीयता का एक प्रमुख उदाहरण प्रस्तुत करता है, विशेष रूप से धातुओं का। ठीक तांबे के तारों (शीर्ष छवि) बिजली के अच्छे संवाहक हैं, और सोने और प्लैटिनम के साथ-साथ, उनका उपयोग सुनिश्चित करने के लिए कई इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में उपयोग किया जाता है।
कुछ तंतु इतने महीन (बस कुछ माइक्रोमीटर मोटे) होते हैं कि काव्यात्मक वाक्यांश "सुनहरे बाल" सभी वास्तविक अर्थों पर आधारित होते हैं। वही तांबा और चांदी के लिए जाता है।
अगर घटना तन्य बल का मुकाबला करने के लिए आणविक या परमाणु पुनर्व्यवस्था नहीं होती तो लचीलापन संभव संपत्ति नहीं होगी। और अगर यह मौजूद नहीं था, तो आदमी कभी भी केबलों, एंटेना, पुलों को नहीं जानता होगा, गायब हो जाएगा, और दुनिया बिजली के प्रकाश के बिना अंधेरे में रहेगी (असंख्य अन्य परिणामों के अलावा)।
नमनीयता क्या है?
मॉलचेबिलिटी के विपरीत, डक्टिलिटी वारंट अधिक कुशल संरचनात्मक पुनर्व्यवस्था है।
क्यों? क्योंकि जब सतह जहां तनाव अधिक होता है, तो ठोस के पास अपने अणुओं या परमाणुओं को खिसकाने के अधिक साधन होते हैं, जिससे चादरें या प्लेटें बनती हैं; जब तनाव एक छोटे और छोटे क्रॉस सेक्शन में केंद्रित होता है, तो इस बल का मुकाबला करने के लिए आणविक स्लाइडिंग अधिक कुशल होना चाहिए।
सभी ठोस या सामग्री ऐसा नहीं कर सकते हैं, और इस कारण से वे तन्य परीक्षणों के अधीन होने पर टूट जाते हैं। प्राप्त विराम औसत क्षैतिज पर होते हैं, जबकि नमनीय सामग्रियों के शंक्वाकार या नुकीले होते हैं, जो खिंचाव का संकेत होते हैं।
तन्य सामग्री भी एक तनाव बिंदु को तोड़ सकती है। तापमान में वृद्धि होने पर इसे बढ़ाया जा सकता है, क्योंकि गर्मी आणविक फिसलन को बढ़ावा देती है और सुविधा प्रदान करती है (हालांकि कई अपवाद हैं)। यह इन स्लाइड्स के लिए धन्यवाद है कि एक सामग्री नमनीयता प्रदर्शित कर सकती है और इसलिए नमनीय हो सकती है।
हालांकि, एक सामग्री की लचीलापन अन्य चर, जैसे कि आर्द्रता, गर्मी, अशुद्धियों, और कैसे बल लागू होती है, को शामिल करती है। उदाहरण के लिए, नव पिघला हुआ ग्लास नमनीय है, थ्रेडलाइड आकृतियों को अपनाना; लेकिन जैसे ही यह ठंडा होता है, यह भंगुर हो जाता है और किसी भी यांत्रिक प्रभाव से टूट सकता है।
गुण
नमनीय सामग्री के अपने आणविक व्यवस्था से सीधे संबंधित गुण हैं। इस अर्थ में, एक कठोर धातु की छड़ और एक गीली मिट्टी की छड़ नमनीय हो सकती है, भले ही उनके गुण बहुत भिन्न हों।
हालांकि, उन सभी में कुछ न कुछ होता है: तोड़ने से पहले एक प्लास्टिक व्यवहार। एक प्लास्टिक और एक लोचदार वस्तु के बीच अंतर क्या है?
लोचदार वस्तु उलटा विकृत है, जो शुरू में नमनीय सामग्रियों के साथ होती है; लेकिन तन्यता बल बढ़ने से विकृति अपरिवर्तनीय हो जाती है और वस्तु प्लास्टिक बन जाती है।
इस बिंदु से, तार या धागा एक परिभाषित आकार लेता है। लगातार खींचने के बाद, इसका क्रॉस सेक्शन इतना छोटा हो जाता है, और तन्यता तनाव बहुत अधिक हो जाता है, कि इसकी आणविक स्लाइड अब तनाव का प्रतिकार नहीं कर सकती है और यह टूटना समाप्त कर देती है।
यदि सामग्री की लचीलापन बहुत अधिक है, तो सोने के मामले में, एक ग्राम के साथ, 66 किमी तक की लंबाई के साथ तारों को प्राप्त करना संभव है, 1 माइक्रोन मोटाई के साथ।
एक द्रव्यमान से प्राप्त तार जितना अधिक लम्बा होता है, उसका छोटा क्रॉस सेक्शन (जब तक कि टन सोने के लिए पर्याप्त मोटाई के तार का निर्माण नहीं होता है)।
नमनीय धातुओं के उदाहरण
धातु अनगिनत अनुप्रयोगों के साथ नमनीय सामग्रियों में से हैं। त्रय धातुओं से बना है: सोना, तांबा और प्लैटिनम। एक सोना है, दूसरा गुलाबी नारंगी, और आखिरी चांदी। इन धातुओं के अलावा, कम लचीलापन वाले अन्य हैं:
लौह
-Zinc
-ब्रज (और अन्य धातु मिश्र)
-सोना
-Aluminum
-Samarium
मैग्नीशियम
-Vanadium
-सेल (हालांकि इसकी कार्बन संरचना और अन्य योजक के आधार पर इसकी लचीलापन प्रभावित हो सकती है)
-चांदी
-Tin
-Lead (लेकिन कुछ छोटे तापमान रेंज के भीतर)
पूर्व प्रायोगिक ज्ञान के बिना यह पता लगाना मुश्किल है कि कौन सी धातु वास्तव में नमनीय है। इसकी लचीलापन शुद्धता की डिग्री पर निर्भर करती है और योजक धातु के गिलास के साथ कैसे बातचीत करते हैं।
इसके अलावा, अन्य चर जैसे कि क्रिस्टल के दाने का आकार और क्रिस्टल की व्यवस्था विचार में आती है। इसके अलावा, धातु के बंधन में शामिल इलेक्ट्रॉनों और आणविक कक्षाओं की संख्या, अर्थात् "इलेक्ट्रॉन समुद्र" भी एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है।
इन सभी सूक्ष्म और इलेक्ट्रॉनिक चरों के बीच की बातचीत में लचीलापन एक अवधारणा है जिसे एक बहुभिन्नरूपी विश्लेषण के साथ पूरी तरह से संबोधित किया जाना चाहिए; और सभी धातुओं के लिए एक मानक नियम का अभाव पाया जाएगा।
यह इस कारण से है कि दो धातुएं, हालांकि बहुत ही समान विशेषताओं के साथ, नमनीय हो सकती हैं या नहीं।
धातुओं के अनाज का आकार और क्रिस्टल संरचनाएं
अनाज कांच के अंश होते हैं जिनमें उनके त्रि-आयामी व्यवस्था में ध्यान देने योग्य अनियमितताओं (voids) का अभाव होता है। आदर्श रूप से, उन्हें पूरी तरह से सममित होना चाहिए, उनकी बहुत अच्छी तरह से परिभाषित संरचना के साथ।
एक ही धातु के लिए प्रत्येक दाने में एक ही क्रिस्टलीय संरचना होती है; अर्थात्, एक कॉम्पैक्ट हेक्सागोनल संरचना के साथ एक धातु, एचसीपी, जिसमें एचसीपी प्रणाली के साथ क्रिस्टल होते हैं। इन्हें इस तरह से व्यवस्थित किया जाता है कि कर्षण के बल या खींचने से पहले वे एक-दूसरे पर फिसलते हैं, जैसे कि वे पत्थर से बने विमान हों।
आम तौर पर, जब छोटे अनाज से बने विमान स्लाइड करते हैं, तो उन्हें अधिक घर्षण बल को पार करना होगा; यदि वे बड़े हैं, तो वे अधिक स्वतंत्र रूप से आगे बढ़ सकते हैं। वास्तव में, कुछ शोधकर्ता अपने क्रिस्टलीय अनाज के नियंत्रित विकास के माध्यम से कुछ मिश्र धातुओं की लचीलापन को संशोधित करना चाहते हैं।
दूसरी ओर, क्रिस्टलीय संरचना के संबंध में, आमतौर पर क्रिस्टलीय प्रणाली एफसी (चेहरे पर केंद्रित घन, या घन केंद्रित) के साथ धातुएं सबसे नमनीय होती हैं। इस बीच, क्रिस्टलीय संरचनाओं के साथ धातुएं bcc (शरीर केंद्रित क्यूबिक, चेहरों पर केंद्रित क्यूबिक) या एचसीपी, कम नमनीय होती हैं।
उदाहरण के लिए, तांबा और लोहा दोनों एक एफसीसी व्यवस्था के साथ क्रिस्टलीकृत होते हैं, और जस्ता और कोबाल्ट की तुलना में अधिक नमनीय होते हैं, दोनों ही एचसीपी व्यवस्था के साथ।
धातुओं की नमनीयता पर तापमान का प्रभाव
गर्मी सामग्री की लचीलापन घटा या बढ़ा सकती है, और अपवाद धातुओं पर भी लागू होते हैं। हालांकि, एक सामान्य नियम के रूप में, नरम धातुएं हैं, उन्हें तोड़ने के बिना थ्रेड्स में बदलना आसान है।
यह इस तथ्य के कारण है कि तापमान में वृद्धि धातु के परमाणुओं को कंपन करती है, जिसके परिणामस्वरूप अनाज को एकजुट करने का कारण बनता है; अर्थात्, कई छोटे अनाज एक बड़े अनाज को बनाने के लिए एक साथ आते हैं।
बड़े अनाज के साथ, लचीलापन बढ़ जाता है, और आणविक फिसलन कम शारीरिक बाधाओं का सामना करता है।
बच्चों और किशोरों के लिए लचीलापन समझाने के लिए प्रयोग
स्रोत: फ्लिकर के माध्यम से डौग वाल्ड्रॉन।
यदि आप इसे सूक्ष्म रूप से विश्लेषण करना शुरू करते हैं, तो लचीलापन एक अत्यंत जटिल अवधारणा बन जाती है। तो आप इसे बच्चों और किशोरों को कैसे समझाते हैं? इस तरह से कि यह उनकी चुभती आँखों के लिए जितना संभव हो उतना सरल दिखाई देता है।
च्युइंग गम चबाकर आटा गूंथें
अब तक पिघले हुए ग्लास और धातुओं के बारे में बात की गई है, लेकिन अन्य अविश्वसनीय रूप से नमनीय सामग्री हैं: चबाने वाली गम और मॉडलिंग मिट्टी।
चबाने वाली गम की नम्रता का प्रदर्शन करने के लिए, दो द्रव्यमानों को पकड़ना और उन्हें फैलाना शुरू करना पर्याप्त है; एक बाईं ओर स्थित है, और दूसरा दाईं ओर ले जाया जाएगा। परिणाम एक लटका हुआ गम पुल होगा, जो हाथों से गूंध होने तक अपने मूल आकार में वापस नहीं आ पाएगा।
हालांकि, एक बिंदु आएगा जहां पुल अंततः टूट जाएगा (और फर्श को गोंद के साथ दाग दिया जाएगा)।
ऊपर की छवि दिखाती है कि एक बच्चा छेद के साथ एक कंटेनर को दबाकर कैसे प्लास्टिसिन को उभरता है जैसे कि वह बाल था। सूखी पोटीन तैलीय पोटीन की तुलना में कम नमनीय है; इसलिए, एक प्रयोग में दो केंचुए बनाने की क्षमता हो सकती है: एक सूखी मिट्टी के साथ, और दूसरा तेल में सिक्त।
बच्चा ध्यान देगा कि तैलीय कृमि को ढालना आसान है और इसकी मोटाई की कीमत पर लंबाई हासिल करना; जबकि कीड़ा सूख जाता है, यह कई बार टूटने की संभावना है।
प्लास्टिसिन मॉलैबिलिटी (एक नाव, एक गेट) और डक्टिलिटी (बाल, कीड़े, सांप, सैलामैंडर, आदि) के बीच अंतर को समझाने के लिए एक आदर्श सामग्री का प्रतिनिधित्व करता है।
धातुओं के साथ प्रदर्शन
हालांकि किशोरावस्था में कुछ भी हेरफेर नहीं होगा, पहली पंक्ति में तांबे के तारों के गठन को देखने में सक्षम होना उनके लिए एक आकर्षक और दिलचस्प अनुभव हो सकता है। यदि कोई अन्य धातुओं के साथ आगे बढ़ता है, और इस प्रकार उनकी लचीलापन की तुलना करने में सक्षमता होती है, तो डक्टिलिटी प्रदर्शन और भी अधिक पूर्ण होगा।
इसके बाद, सभी तारों को उनके ब्रेकिंग पॉइंट पर लगातार स्ट्रेचिंग के अधीन किया जाना चाहिए। इसके साथ, किशोरावस्था नेत्रहीन रूप से प्रमाणित करेगी कि डक्टिलिटी टूटने के तार के प्रतिरोध को कैसे प्रभावित करती है।
संदर्भ
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