طيع & مطيل (فيزياء): تعريف وأمثلة

عندما يتم تطبيق الضغط الميكانيكي على جسم صلب ، فإنه سيعتمد على بنية المادة الصلبة سواء تشوه إلى أشكال مختلفة دون أن ينكسر أم لا. تعتبر المواد التي تتشوه بسهولة دون أن تنكسر عند وضعها تحت ضغط ميكانيكي قابلة للطرق. تعتبر المواد التي تتشوه بسهولة عند وضعها تحت إجهاد الشد مواد مطيلة.

تأتي كلمة مرن من اللاتينية في العصور الوسطى malleabilis التي جاءت نفسها من اللاتينية الأصلية مرق، وهذا يعني "المطرقة".

يمكن تشويه المواد القابلة للطرق بسهولة دون أن تنكسر تحت ضغط ميكانيكي ، أو "إجهاد انضغاطي". نظرًا لأن هذه المواد لا تنكسر أثناء تشوهها ، فيمكن إجبارها على أشكال مختلفة أو رقيقة أوراق. يمكن القيام بذلك عن طريق الطرق أو الضغط أو الدحرجة.

مثال شائع على مادة قابلة للطرق ذهب، والتي غالبًا ما يتم ضغطها في أوراق الذهب لاستخدامها في الفن والعمارة والمجوهرات وحتى الطعام. تشمل المعادن الأخرى القابلة للطرق الحديد والنحاس والألمنيوم والفضة والرصاص ، وكذلك معدن الزنك الانتقالي عند درجات حرارة معينة. العديد من المواد شديدة المرونة هي أيضًا مرنة جدًا ؛ الرصاص هو استثناء ، مع ليونة منخفضة وقابلية عالية للتطويع.

ترتبط الليونة ارتباطًا وثيقًا بمفهوم المرونة. في حين أن المرونة لها علاقة بالضغط الضاغط ، أو الضغط الميكانيكي ، فإن الليونة تتعلق بضغط الشد ، أو التمدد الميكانيكي.

"الدكتايل" ينشأ من الكلمة اللاتينية دكتيليس، وهو ما يعني "يمكن أن يقاد أو يرسم."

يمكن شد الشيء المرن (ويسمى أحيانًا أيضًا tractile) أو سحبه بسهولة إلى سلك رفيع. يُعد النحاس المطيل مثالًا جيدًا على كل من المرونة والليونة ، حيث يمكن ضغطه ولفه إلى صفائح وكذلك شده إلى أسلاك.

غالبًا ما يتم خلط المعادن كسبائك لتحسين خصائصها الفيزيائية. يعد الفولاذ عالي الشد مثالًا على سبيكة تتمتع بدرجة ليونة أعلى من أي من المعادن المكونة لها ، وغالبًا ما تُستخدم في الطائرات والسيارات والتطبيقات الهندسية الأخرى.

يمكن أن تتحرك طبقات الأيونات في المعدن وتنزلق فوق بعضها البعض دون كسر روابطها المعدنية ؛ هذا هو ما يسمح للمعدن بالثني أو التمدد دون أن ينكسر. ومع ذلك ، فإن بعض المعادن الأكثر صلابة لا تحتوي على طبقات واضحة وبدلاً من ذلك لها بنية بلورية بها وحدات مكونة أصغر من الذرات.

تسمى هذه الكتل من الذرات بقوليات، لها حدود بينهما تسمى حدود الحبوب. كلما زادت حدود الحبيبات لكل وحدة حجم للمعدن ، كلما قلت قابليته للتطويع أو ليونة المعدن. سيكون المعدن بدلاً من ذلك أكثر هشاشة ويميل إلى كسر حدود الحبيبات هذه.

تكون المواد أكثر مرونة وأكثر مرونة عندما يكون لديها خلع أو أيونات مفقودة في بنية الطبقة. يمكن لهذه العيوب أن تتحرك من خلال التركيب البلوري للمعدن أثناء تشوهه ، مما يزيد من قدرته على التشوه دون أن ينكسر.

عندما يتم تسخين معظم المعادن ، تصبح حبيباتها أكبر. تصبح الذرات بعد ذلك في بنية أكثر انتظامًا ويمكن أن تنزلق بسهولة على بعضها البعض دون كسر روابطها. وهذا يسمح للمعادن بالتشوه بسهولة أكبر. "العمل على البارد" يفعل العكس: تشويه المعدن عندما يكون باردًا يخلق المزيد من حدود الحبيبات ، مما يجعل المعدن صلبًا وهشًا.

ومن المثير للاهتمام أن بعض المعادن تظهر أيضًا مرونة. عندما يتم وضع قدر ضئيل جدًا من الضغط على المعدن ، فإن الذرات بداية لتتدحرج على بعضها البعض. ولكن بعد ذلك ، عندما يتم تحرير الضغط ، تتراجع الذرات إلى مواقعها الأصلية. تؤدي الكميات الكبيرة من الضغط إلى تغيير مواقع الذرات بشكل دائم.