弾性変形と塑性変形の違い|化学

主な違い – 弾性変形と塑性変形

変形とは、変形またはゆがみのアクションまたはプロセスです。オブジェクトに力が加えられると、オブジェクトは力に応じて圧縮または伸張します。力学では、単位面積にかかる力を応力と呼びます。 (応力に対する反応として) 伸張または圧縮の程度は、ひずみと呼ばれます。すべての材料は、ストレスに対して異なる反応を示します。応答は、物質の化学結合の種類に大きく依存します。変形は、応力が解放された後に何が起こるかに基づいて、弾性または塑性になります。弾性変形とは、変化の原因となる外力とそれに伴う応力を取り除くと消失する変形です。塑性変形は、持続的な力の作用下で破損することなく、固体の永久的な変形または形状の変化です。弾性変形と塑性変形の主な違いは、弾性変形は可逆的ですが、塑性変形は不可逆的です。

対象となる主な分野

1.弾性変形とは
– 定義、化学結合への影響、応力-ひずみ曲線
2.塑性変形とは
– 定義、化学結合への影響、物質例
3.弾性変形と塑性変形の違いは何ですか
– 主な違いの比較

重要な用語:変形、弾性変形、弾性、力、塑性変形、塑性、歪み、応力

弾性変形とは

弾性変形とは、外力を取り除くと消失する変形であり、変化とそれに伴う応力を引き起こします。したがって、弾性変形は可逆的で非永続的です。弾性変形は、「弾性」という化学的概念によって最もよく説明されます。弾性とは、変形後に通常の状態に戻る物質の能力です。

弾性変形は、主に物質の化学結合に依存します。化学結合が壊れずに変形することによって高い応力に耐えることができる場合、その物質は弾性変形を起こすことができます.

この必要性を満たすには、物質に応力がかかったときに化学結合が伸びたり曲がったりする必要があります。化学結合の伸縮は一時的なものでなければなりません。ただし、原子は伸びたり曲がったりするときに互いに滑りません。しかし、時間が経つにつれて、物質の弾性特性が低下し、時には物質がもろくなり、延性が失われます.

弾性変形の最も良い例は、加硫ゴムなどのエラストマーです。加硫ゴムは、架橋ポリマー構造を持っています。ポリマー鎖の間には硫黄架橋があります。これらの硫黄架橋は、ゴムが応力に耐えるのを助けることにより、ゴムの弾力性を高めます.

図 1:延性材料の応力ひずみ曲線

上の画像は、延性材料の応力-ひずみ曲線を示しています。例：銅金属。弾性領域は、弾性変形が発生する範囲を示します。弾性限界を超えると、材料は永久変形である塑性変形を起こします。

塑性変形とは

塑性変形とは、持続的な力の作用下で破損することなく、固体の形状が永久に変形または変化することです。これは、物質に大きな応力がかかったときに発生します。塑性変形は不可逆的で永久的です。塑性変形は、「可塑性」という化学的概念によって最もよく説明されます。可塑性とは、簡単に形を整えたり、恒久的に成形したりできる性質です。

塑性変形は、物質を構成する原子間の限られた数の化学結合が壊れることにより発生します。塑性変形中、原子は互いにすり抜けます。これにより、原子の転位が発生します。したがって、加えられた応力を取り除いた後、材料は静止したままです。

延性物質の場合、弾性限界は塑性変形の開始点です。弾性限界とは、サイズや形状が永久に変化することなく、ソリッドを引き延ばすことができる最大の範囲です。応力が弾性限界を超えて適用されると、物質は塑性変形します。

図 2:応力-ひずみ曲線に表示された弾性限界

塑性変形が観察される材料には、金属、プラスチック、岩石などが含まれます。金属 (例:銅) などの延性材料では、変形がそれを超えると塑性変形が起こります。弾性限界。しかし、岩石などの脆い物質では、塑性変形が始まる前に弾性変形は観察されません。塑性変形は、熱または圧力処理および成形を使用して新しい物品を作成する際に重要です。