QUÈ ÉS LA MAL·LEABILITAT? (EXEMPLES DE MATERIALS MAL·LEABLES) - CULTURA VOCABULARI - 2025

La mal·leabilitat és una propietat física de la matèria que es caracteritza per permetre que els cossos o objectes es deformin per acció d'una força sense esquerdar-se en el procés. Aquesta acció pot ser un cop de martell, una detonació, la pressió d'una premsa hidràulica o un corró; de qualsevol mitjà que aixafi el material en un full.

Llavors, s'observa la mal·leabilitat en la vida diària de manera notòria però alhora desapercebuda. Per exemple, el paper alumini representa el caràcter mal·leable d'aquest metall, ja que amb ell es fabriquen làmines summament primes i deformables per les nostres pròpies mans.

Els metalls o aliatges mal·leables permeten dissenyar xapats o plaques per revestir parets o estructures. Font: Pxhere.

Per tant, un mètode superficial de reconèixer la mal·leabilitat d'un material és observar si s'han fet làmines, plaques, fulls o xapats d'ell mateix; com més prims siguin, és natural pensar que més mal·leables són.

Una altra possible definició per a aquesta propietat seria la capacitat d'un material per a ser reduït per vies mecàniques a un cos 2D, sense que s'esquerdi o fracturi. Es parla doncs, d'un comportament plàstic, el qual sol estudiar-se en els metalls i aliatges, així com en certs materials polimèrics.

Com determinar la mal·leabilitat? Martell i botons

La mal·leabilitat d'un material pot determinar qualitativament emprant un martell i, de ser necessari, un bufador. Partint d'esferes de diferents metalls, aliatges o materials polimèrics (silicones, plastilines, etc.), se'ls sotmet a impactes de martells fins estovar prou en la forma d'una làmina o d'un botó.

Aquell material que sigui més fàcil d'estovar sense que hi hagi fractures o esquerdes en l'esfera, serà més mal·leable a la temperatura ambient. Si quan colpegem l'esfera metàl·lica aquesta solta petits fragments pels costats, es diu que la seva estructura no resisteix la pressió i que és incapaç de deformar-se.

Hi ha materials que a temperatura ambient no són massa mal·leables. Es repeteix l'experiment escalfant les esferes amb el bufador sobre una base que resisteixi les altes temperatures. Es trobarà que hi ha metalls o aliatges que es tornen ara més mal·leables; fenomen àmpliament aprofitat en la indústria metal·lúrgica.

Com més prims siguin aquests botons, i menys fractures mostrin en calent, més mal·leables seran. Si es pogués quantificar la pressió exercida pel martell, s'hauria valors absoluts de la mal·leabilitat de tals metalls obtinguts gràcies a aquest experiment i sense recórrer a altres equips.

Relació amb duresa i temperatura

L'alumini és un material mal·leable.

De l'apartat anterior es va veure que, en general, com més gran sigui la temperatura de l'material, la seva mal·leabilitat serà igualment gran. És per aquesta raó que els metalls s'escalfen a el vermell viu perquè puguin ser deformats en rotllos, plaques o làmines.

Així mateix, la mal·leabilitat sol ser inversament proporcional a la duresa: major duresa implica menys mal·leabilitat.

Per exemple, imagineu que una de les esferes sigui de diamant. Sense importar el molt que se li calenta amb el bufador, a el primer cop de l'martell seus vidres es fracturessin, sent impossible mitjançant aquest mètode fabricar un botó de diamant. Els materials durs es caracteritzen per ser també trencadissos, la qual cosa és oposat a la tenacitat o resistència.

Així doncs, les esferes que s'esquerdin els menors cops de el martell són més dures, trencadisses, i menys mal·leables.

Paper de l'enllaç metàl·lic

Perquè un cos sigui mal·leable, especialment metàl·lic, els seus àtoms han de poder reordenar eficientment en resposta a la pressió.

Els compostos iònics, a l'igual que els cristalls covalents, presenten interaccions que els impedeixen restablir després de la pressió o de l'impacte; les dislocacions o defectes cristal·lins es tornen més grans i acaben apareixent les fractures. No passa així amb tots els metalls ni els polímers.

En el cas dels metalls la mal·leabilitat es deu a la singularitat del seu enllaç metàl·lic. Els seus àtoms es troben cohesionats per un mar d'electrons que recorre els vidres fins als seus límits, on no poden saltar d'un vidre a un altre.

Com més grans cristal·lins troben, més dur (resistent a ser ratllat per una altra superfície) serà el metall i, per tant, menys mal·leable.

Els àtoms dins d'un vidre metàl·lic estan disposats en files i columnes, capaços de lliscar entre si gràcies la mobilitat dels seus electrons i depenent de l'orientació de la pressió (sobre quin eix actua). No obstant això, una fila d'àtoms no pot lliscar d'un vidre a un altre; és a dir, les seves vores o límits de gra juguen en contra de tal deformació.

Efecte de la temperatura i el aleamiento

Des de la perspectiva atòmica, l'increment de la temperatura afavoreix la unió entre els grans cristal·lins i, per tant, el lliscament dels àtoms davant la pressió. És per això que la temperatura augmenta la mal·leabilitat dels metalls.

Similarment passa quan els metalls es Alean, ja que els nous àtoms metàl·lics disminueixen els límits de grans, apropant els cristalls més entre si i permetent que hi hagi millors desplaçaments interns.

Exemples de materials mal·leables

La mal·leabilitat de la plata li permet ser deformada per realitzar-se monedes amb ella. Font: Pixabay.

No tots els materials observats en 2D necessàriament són mal·leables, ja que han estat tallats o fabricats de tal manera que adquireixin aquestes formes o geometries. És per que la mal·leabilitat sol centrar-se més que tot en metalls, i en menor grau, als polímers. Alguns exemples de metalls, materials o barreges mal·leables són:

-Alumini

-Plata

-coure

-Estaño

-Ferro

-Acer

-Indio

-Cadmio

níquel

-Platino

-or

-Latón

-Bronze

-Aleaciones niquelades

-Vidre en calent

-Plastilina

-Silicona

-Barro (abans de coure)

Masses de farina

Altres metalls, com el titani, requereixen de temperatures altes per tornar-mal·leables. Així mateix, el plom i el magnesi són exemples de metalls no massa mal·leables, a l'igual que l'escandi i osmi.

Nota: el vidre, els ornaments de fang, ni la fusta són materials mal·leables; però, tant el vidre com el fang passen per etapes on sí que són mal·leables i poden atorgar-se'ls figures 2D (finestres, taules, regles, etc.).

Pel que fa als metalls, una bona observació per determinar com relativament mal·leables són, és esbrinar si amb ells i els seus aliatges poden fabricar monedes; com succeeix amb les monedes de llautó, bronze i plata.

referències

1. Serway & Jewett. (2009). Física: per a ciències i enginyeria amb Física Moderna. Volum 2. (Setena edició). Cengage Learning.
2. Terence Bell. (16 de desembre del 2018). What Is Malleability in Metall? Recuperat de: thebalance.com
3. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (4 setembre 2019). Malleable Definition (Malleability). Recuperat de: thoughtco.com
4. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Química. (8va ed.). Cengage Learning.
5. Nathan Crawford. (2019). Malleability in Chemistry: Definition & Examples Video. Study. Recuperat de: study.com
6. Oxhill Nursery School. (2019). Malleable Materials. Recuperat de: oxhill.durham.sch.uk
7. Enciclopèdia de Exemples (2019). Materials Mal·leables. Recuperat de: ejemplos.co
8. Coins Auctioned. (29 de setembre de 2015). How Coins Are Made? Recuperat de: coins-auctioned.com