Vyuma ni aina ya nyenzo ambazo zimetumiwa na mwanadamu tangu zamani. Kundi hili la dutu ni nyingi sana, lakini zote zina sifa za kawaida za kimaumbile, ambazo kwa kawaida huitwa sifa za metali.
Ugumu kati yao ni wa kawaida, lakini sio wa kuamua. Maalum zaidi ni wengine ambao chuma laini zaidi humiliki. Sifa hizi hubainishwa na upekee wa muundo wao katika kiwango cha molekuli.
Sifa za metali
Chuma na aloi zake (chuma, chuma cha pua), shaba, alumini… Matumizi ya nyenzo hizi yaliashiria mafanikio katika maendeleo ya sayansi na teknolojia katika hatua tofauti za maendeleo ya ustaarabu. Kila moja ya metali hizi ina sifa zinazoipa thamani ya kipekee ya vitendo. Vipengele vya kawaida kwao ni conductivity ya juu ya mafuta na umeme, plastiki - uwezo wa kudumisha uadilifu wakati wa deformation, luster ya metali.
Uba wa damaski unaokatiza kwenye vazi la chuma na metali laini zaidi, ambayo alama zake husalia kutokana na athari kidogo, huwa na muundo wa ndani sawa. Inategemea kimiani ya kioo, kwenye nodi ambazo ziko na atomimalipo chanya na ya upande wowote, kati ya ambayo kuna "gesi ya elektroni" - chembe ambazo zimeacha shells za nje za atomi kutokana na kudhoofika kwa dhamana na kiini. Uhusiano maalum wa metali kati ya ions chanya ziko katika nodes ya kimiani kioo unafanywa kutokana na nguvu ya kuvutia ambayo hutokea katika "gesi ya elektroni". Ugumu, msongamano, kiwango cha kuyeyuka cha chuma hutegemea ukolezi wa "gesi" hii.
Vigezo vya tathmini
Jibu la swali la chuma kilicho laini zaidi litakuwa mada ya mjadala daima, isipokuwa vigezo vya tathmini vimekubaliwa na dhana yenyewe ya ulaini imefafanuliwa. Maoni juu ya tabia hii ya nyenzo itakuwa tofauti kwa wataalamu katika tasnia tofauti. Mtaalamu wa metallurgist anaweza kuelewa ulaini kama kuongezeka kwa uharibikaji, tabia ya kukubali mgeuko kutoka kwa nyenzo za abrasive, n.k.
Kwa wanasayansi wa nyenzo, ni muhimu kuweza kulinganisha kwa ukamilifu sifa tofauti za dutu. Ulaini pia unapaswa kuwa na vigezo vya tathmini vinavyokubalika kwa ujumla. Metali laini zaidi ulimwenguni inapaswa kuwa na viashiria vinavyotambulika kwa ujumla vinavyothibitisha sifa zake za "rekodi". Kuna mbinu kadhaa zinazolenga kupima ulaini wa nyenzo mbalimbali.
Njia za vipimo
Njia nyingi zilizoidhinishwa za kupima ugumu zinatokana na hatua ya mguso kwenye nyenzo inayojaribiwa, inayopimwa kwa ala za usahihi, kutoka kwa chombo kigumu zaidi kinachoitwa indenter. Kulingana na aina ya indenter na njia za kipimo, kuna kuu kadhaambinu:
- Mbinu ya Brinell. Kipenyo cha chapa iliyoachwa na mpira wa chuma unapobonyezwa kwenye uso wa dutu ya majaribio hubainishwa.
- Mbinu ya Rockwell. Kina cha ujongezaji kwenye uso wa mpira au koni ya almasi hupimwa.
- Mbinu ya Vickers. Eneo la alama iliyoachwa na piramidi ya tetrahedral ya almasi imebainishwa.
- Ugumu wa mwambao. Kuna mizani ya nyenzo ngumu sana na laini sana - kina cha kuzamishwa kwa sindano maalum au urefu wa kurudi kutoka kwa uso wa mshambuliaji maalum hupimwa.
Mizani ya ugumu wa Mohs
Kipimo hiki cha kubainisha ugumu kiasi wa madini na metali kilipendekezwa mwanzoni mwa karne ya 19 na Mjerumani Friedrich Moos. Inategemea njia ya kukwangua, ambapo sampuli ngumu huacha alama kwenye laini, na ni rahisi sana kujua ni chuma gani ni laini zaidi. Kuhusiana na madini 10 ya kumbukumbu, ambayo hupewa index ya ugumu wa masharti, mahali katika kiwango na index ya digital imedhamiriwa kwa dutu iliyojaribiwa. Madini laini ya kumbukumbu ni talc. Ina ugumu wa Mohs wa 1, na ngumu zaidi, almasi, ni 10.
Tathmini ya ugumu kwenye mizani ya Mohs inategemea kanuni "laini - ngumu zaidi". Inawezekana kuamua hasa mara ngapi, kwa mfano, alumini, ambayo ina index kwenye kiwango cha Mohs cha 2.75, ni laini kuliko tungsten (6.0), tu kwa matokeo ya kipimo kulingana na mbinu nyingine. Lakini ili kubainisha metali laini zaidi katika jedwali la upimaji, jedwali hili linatosha.
Laini zaidi ni metali za alkali
Kutokana na kipimo cha madini ya Mohs, inaweza kuonekana kuwa laini zaidi ni dutu zinazohusiana na metali za alkali. Hata zebaki, inayojulikana kwa wengi kutoka kwa kioevu kutoka kwa kipimajoto, ina fahirisi ya ugumu wa 1.5. Laini kuliko ni vitu kadhaa vilivyo na mali sawa ya kimwili, mitambo na kemikali: lithiamu (0.6 kwa kiwango cha Mohs), sodiamu (0.5), potasiamu. (0, 4), rubidium (0, 3). Metali laini zaidi ni cesium, ambayo ina kipimo cha ugumu cha Mohs cha 0.2.
Sifa halisi na kemikali za metali za alkali hubainishwa na usanidi wake wa kielektroniki. Inatofautiana kidogo tu na muundo wa gesi za inert. Elektroni iko kwenye kiwango cha nishati ya nje ina uhamaji, ambayo huamua shughuli za juu za kemikali. Metali ya laini zaidi ina sifa ya tete maalum, ni vigumu kuchimba na kuhifadhi bila kubadilika. Wana mwingiliano mkali wa kemikali na hewa, maji, oksijeni.
Kipengee 55
Jina "cesium" linatokana na Kilatini caesius - "bluu ya anga": katika wigo unaotolewa na dutu ya joto sana, mistari miwili ya samawati nyangavu huonekana katika safu ya infrared. Katika hali yake safi, inaonyesha mwanga vizuri, inaonekana kama dhahabu nyepesi na ina rangi ya fedha-njano. Cesium ndiyo chuma laini zaidi duniani, ikiwa na kiashiria cha ugumu wa Brinell cha 0.15 MN/m2 (0.015 kgf/cm2). Kiwango myeyuko: +28.5°C, kwa hivyo katika hali ya kawaida, kwenye halijoto ya kawaida, cesiamu iko katika hali ya nusu kioevu.
Ni nadrachuma ghali na tendaji sana. Katika vifaa vya elektroniki, uhandisi wa redio na tasnia ya kemikali ya hali ya juu, cesium na aloi kulingana na hiyo inazidi kutumika na hitaji lake linakua kila wakati. Shughuli yake ya kemikali, uwezo wa kuunda misombo na conductivity ya juu ya umeme ni katika mahitaji. Cesium ni sehemu muhimu katika uzalishaji wa vifaa maalum vya macho, taa na mali ya kipekee na bidhaa nyingine high-tech. Wakati huo huo, ulaini sio ubora unaotafutwa sana.
