Malleabilitatea este o proprietate fizică a metalelor care definește capacitatea lor de a fi ciocanite, presate sau rulate în foi subțiri, fără a se rupe. Cu alte cuvinte, este proprietatea unui metal de a deforma sub compresie și de a lua o nouă formă.
Malleabilitatea unui metal poate fi măsurată prin câtă presiune (stresul compresiv) poate rezista fără a se rupe. Diferențele de maleabilitate între diferite metale se datorează variațiilor în structurile lor cristaline.
Metale maleabile
La nivel molecular, stresul de compresiune obligă atomii metalelor maleabile să se rostogolească unul peste altul în poziții noi, fără a-și rupe legătura metalică. Când o cantitate mare de stres este pusă pe un metal maleabil, atomii se rostogolesc unul peste altul și rămân permanent în noua lor poziție.
Exemple de metale maleabile sunt:
- Aur
- Argint
- Fier
- Aluminiu
- Cupru
- Staniu
- indiu
- litiu
Produsele obținute din aceste metale pot demonstra și maleabilitate, inclusiv frunze de aur, folie de litiu și împușcături cu indiu.
Malabilitate și duritate
Structura cristalină a metalelor mai dure, cum ar fi antimoniu și bismut, face mai dificilă apăsarea atomilor în poziții noi, fără rupere. Acest lucru se datorează faptului că rândurile de atomi din metal nu se aliniază.
Cu alte cuvinte, există mai multe granițe de cereale, care sunt zone în care atomii nu sunt la fel de puternic conectați. Metalele tind să se fractureze la aceste granițe. Prin urmare, cu cât un metal are mai multe granițe, cu atât va fi mai greu, mai fragil și mai puțin maleabil.
Malabilitate vs. Ductilitate
În timp ce maleabilitatea este proprietatea unui metal care îi permite să se deformeze sub compresie, ductilitate este proprietatea unui metal care îi permite să se întindă fără deteriorare.
Cuprul este un exemplu de metal care are atât o ductilitate bună (poate fi întins în fire) cât și o bună maleabilitate (poate fi rulat și în foi).
Deși majoritatea metalelor maleabile sunt de asemenea ductile, cele două proprietăți pot fi exclusive. Conduce și stanul, de exemplu, sunt maleabile și ductile atunci când sunt reci, dar devin din ce în ce mai fragile când temperaturile încep să crească spre punctele lor de topire.
Majoritatea metalelor, însă, devin mai maleabile atunci când sunt încălzite. Acest lucru se datorează efectului pe care temperatura îl are asupra boabelor de cristal din metale.
Controlul granulelor de cristal prin temperatură
Temperatura are un efect direct asupra comportamentului atomilor, iar în majoritatea metalelor, căldura are ca rezultat că atomii au un aranjament mai regulat. Acest lucru reduce numărul de granițe, făcând astfel metalul mai moale sau mai maleabil.
Un exemplu de efect al temperaturii asupra metalelor poate fi văzut zinc, care este un metal fragil sub 300 de grade Fahrenheit (149 grade Celsius). Cu toate acestea, atunci când este încălzit peste această temperatură, zincul poate deveni atât de maleabil încât poate fi laminat în foi.
De lucru la rece contrastează cu tratament termic. Acest proces presupune laminarea, desenarea sau presarea unui metal rece. Are tendința de a produce cereale mai mici, ceea ce face metalul mai greu.
Dincolo de temperatură, alierea este o altă metodă obișnuită de control al mărimilor de cereale pentru a face metalele mai viabile. Alamă, an aliaj de cupru și zinc, este mai greu decât ambele metale individuale, deoarece structura sa de cereale este mai rezistentă la stresul de compresie.