คุณสมบัติของโลหะ และการแบ่งชนิดของโลหะ มีอะไรบ้าง?
การระบุคุณสมบัติ และแบ่งชนิดของโลหะรวมไปถึงเมทัลลิคนั้น สามารถใช้ธาตุทางเคมีตามตารางธาตุเป็นตัวแบ่งได้ ซึ่งโดยทั่วไปแล้วโลหะเป็นวัสดุที่มีคุณสมบัติและความสามารถมากมาย ได้แก่ ความสามารถในการทนความร้อนได้ดี มีความมันวาว มีคุณสมบัติในการคงรูปหรือเสียรูปที่อุณหภูมิห้อง และสามารถนำไฟฟ้าได้ จะเห็นได้ว่าคุณสมบัติของโลหะนั้นค่อนข้างมีความแตกต่างและหลากหลาย ทำให้ในปัจจุบันโลหะได้ถูกนำไปใช้งานอย่างกว้างขวางในหลายๆ ด้าน โดยที่คุณสมบัติของโลหะสามารถแบ่งออกได้ตามประเภทของโลหะ
คุณสมบัติของโลหะสามารถแยกได้ทั้งหมด 6 ประเภท ดังนี้
- คุณสมบัติทางกล (Mechanical properties) ได้แก่ ความแข็ง (Hardness) ความแกร่ง (Strength)
- คุณสมบัติความสัมพันธ์ระหว่างความเค้นและความเครียด ได้แก่ โมดูลัสความยืดหยุ่น (Modulus of elasticity)
- คุณสมบัติทางเคมี (Chemical properties) ได้แก่ ความทนทานต่อการกัดกร่อน
- คุณสมบัติทางไฟฟ้า (Electrical properties) ได้แก่ ความต้านทานทางไฟฟ้า
- คุณสมบัติทางความร้อน (Thermal properties) ได้แก่ อุณหภูมิจุดหลอมเหลว
- คุณสมบัติอื่นๆ ได้แก่ ความสึกหรอ (Wear) และความหนาแน่น
คุณสมบัติทางกล
สำหรับวิชาโลหะวิทยา คุณสมบัติขั้นพื้นฐานในทางกลนั้นประกอบด้วยความแข็งแกร่ง ความแข็ง และความเหนียว (Ductility) ซึ่งทั้ง 3 คุณสมบัติดังกล่าวเป็นคุณสมบัติที่มีความเชื่อมโยงและสัมพันธ์กัน โดยที่ค่าความแข็งและความแข็งแกร่งจะแปรผกผันกับค่าความเหนียว กล่าวคือ เมื่อวัสดุมีค่าความเหนียวมาก ค่าความแข็งและความแข็งแกร่งจะลดลง ตรงกันข้ามเมื่อวัสดุมีค่าความแข็งและความแข็งแกร่งมากขึ้น ค่าความเหนียวจะลดลงจนทำให้วัสดุมีความเปราะ (Brittle)
ความแข็ง
ความแข็ง หมายถึงความต้านทานการเสียรูปถาวรของวัสดุ ซึ่งที่วัสดุที่มีค่าความแข็งมากจะมีค่าความแข็งแกร่งมากขึ้นเช่นเดียวกัน หากต้องการให้ค่าความแข็งและความแข็งแกร่งเพิ่มโดยที่ค่าความเหนียวไม่ลดลง สามารถทำได้โดยการเติมส่วนผสมของธาตุลงไปในโลหะหลอมขณะอยู่ในขั้นตอนการหลอมโลหะ วิธีการดังกล่าวสามารถเพิ่มคุณภาพด้านความแข็งและความแข็งแกร่งแก่โลหะได้ โดยที่มีค่าความเหนียวคงที่
ความเหนียวและความเปราะ
ความเหนียวและความเปราะ เป็นคุณสมบัติที่ตรงข้ามกันเสมอ ซึ่งคุณสมบัติทั้งสองดังกล่าวได้ถูกนำมาศึกษาและทดสอบเกี่ยวกับความเหนียวของวัสดุ โดยที่วัสดุที่มีความเหนียว หมายถึงวัสดุที่สามารถยืดได้มากก่อนจะขาดออกจากกัน ส่วนวัสดุที่มีความเปราะหรือมีความเหนียวน้อย หมายถึงวัสดุที่สามารถยืดได้น้อยหรือไม่สามารถยืดได้เลย ก่อนจะขาดออกจากกัน
อโลหะ เป็นวัสดุที่ขาดคุณสมบัติทั่วไปทางองค์ประกอบเคมีของโลหะ จึงมีคุณสมบัติที่แตกต่างจากโลหะโดยสิ้นเชิง แต่มีโลหะบางชนิดที่สามารถเป็นได้ทั้งโลหะและอโลหะ โลหะเหล่านั้น ได้แก่ คาร์บอน ฟอสฟอรัส ซัลเฟอร์ และซิลิคอน
อัลลอยด์ หมายถึงการนำโลหะจำนวนตั้งแต่ 2 ชนิดขึ้นไปมาผสมเข้าด้วยกัน จนเกิดเป็นโลหะที่มีความแตกต่างและหลากหลายทางคุณสมบัติ โดยการสร้างอัลลอยด์ไม่สามารถสร้างขึ้นได้จากธาตุโลหะบริสุทธิ์ เนื่องจากธาตุเหล่านั้นอ่อนแอเกินกว่าจะนำมาใช้งานได้ ดังนั้นอัลลอยด์จึงถูกสร้างตามสูตรที่กำหนดขึ้นเพื่อให้โลหะมีคุณสมบัติเฉพาะ สามารถนำไปใช้งานเฉพาะด้านตามความเหมาะสมได้
- เหล็ก ประกอบขึ้นมาจากส่วนประกอบของคาร์บอนจำนวนหนึ่งรวมกับแร่เหล็กผสม และธาตุชนิดอื่นๆ ส่วนอัลลอยด์นั้นประกอบขึ้นจากการผสมกันของโลหะตั้งแต่ 2 ชนิดขึ้นไป ตัวอย่างเช่น ทองเหลือง เกิดจากการนำทองแดงมาผสมสังกะสี และบรอนซ์ เกิดจากการนำทองแดงมาผสมดีบุก ซึ่งบรอนซ์นี้มีคุณสมบัติที่สามารถป้องกัดการกัดกร่อนของน้ำทะเล จึงถูกนำไปใช้งานในด้านการต่อเรือ จะเห็นได้ว่าอัลลอยด์เหล่านี้ไม่ได้มีเพียงความสวยงามเท่านั้น แต่ยังสามารถขึ้นรูปได้ดี จึงถูกนำไปใช้ประโยชน์อย่างแพร่หลายในหลากหลายด้าน
- ไทเทเนียม เป็นวัสดุที่มีความแข็งแรง มีน้ำหนักเบา มีความหนาแน่นน้อยกว่าเหล็ก และมีคุณสมบัติในการต้านทานการกัดกร่อน ซึ่งคุณสมบัติของไทเทเนี่ยมเหล่านี้เป็นคุณสมบัติที่ดีมากเกิดขึ้นจากการรวมกันของโลหะ จึงถูกนำไปใช้งานในด้านต่างๆ ได้แก่ ไทเทเนียมอัลลอยด์ที่ถูกนำไปใช้ผลิตเรือ ยานอวกาศ อากาศยาน จักรยาน รวมถึงโน๊ตบุ๊คและคอมพิวเตอร์
- ทองแดง เป็นวัสดุที่มีความอ่อนตัว และสามารถนำไฟฟ้าที่ดี จึงถูกนำไปใช้งานในการผลิตสายไฟฟ้า
- เงินและทอง มีคุณสมบัติทางโลหะที่มีความอ่อนตัว สามารถนำมาแปลงรูปได้ง่าย มีข้อดีคือไม่มีปฏิกิริยาตอบโต้ และด้วยคุณสมบัติที่สามารถนำไฟฟ้าได้และไม่มีวันเสื่อมสลายของทองนั้น ทั้งเงินและทองจึงถูกนำมาทำเป็นเครื่องประดับที่มีราคาสูงอย่างแพร่หลาย รวมทั้งถูกนำไปใช้งานได้หลากหลายด้าน
- แร่เหล็กและเหล็ก เป็นวัสดุที่หนักและมีความแข็งแรง สามารถรับน้ำหนักได้มาก จึงถูกนำมาใช้งานในการสร้างสะพาน รวมไปถึงการสร้างอาคารในรูปแบบต่างๆ แต่เหล็กนั้นมีข้อเสียในการใช้งานคือสามารถเกิดสนิมขึ้นได้หากทำปฏิกิริยากับน้ำและอากาศ ซึ่งข้อเสียดังกล่าวก็สามารถทำการป้องกันได้
- อลูมิเนียม เป็นวัสดุที่มีน้ำหนักเบา สามารถนำความร้อนได้ดี และนำมาแปลงรูปได้ง่าย ส่วนมากถูกทำมาใช้งานในการทำกระดาษฟอยด์ กระทะ ไปจนถึงการทำโครงสร้างเครื่องบิน
- เหล็กชุบสังกะสี หรือเหล็กกล้าไร้สนิม เป็นวัสดุมีคุณสมบัติป้องกันการกัดกร่อน ส่วนแม็กนีเซียมอัลลอยด์ และ อลูมิเนียมอัลลอยด์เป็นวัสดุที่มีความแข็งแกร่ง แต่มีน้ำหนักเบา เหล็กเหล่านี้จึงถูกนำไปใช้กับงานที่แตกต่างกันไปตามคุณสมบัติ
- ทองแดง นิกเกิล อัลลอยด์ ได้แก่ โมเนล (Monel) เป็นวัสดุที่ถูกนำมาใช้สำหรับงานที่สภาพแวดล้อมไม่มีแรงแม่เหล็ก และในสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์การกัดกร่อนสูง
- นิกเกิล-เบส ซุปเปอร์อัลลอยด์ ได้แก่ อินโคเนล (Inconel) เป็นวัสดุที่ถูกนำมาใช้สำหรับงานที่ต้องใช้อุณหภูมิสูง ตัวอย่างเช่น หม้อความดัน เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน และเทอร์โบชาจเจอร์
ตั้งคำถามคุณสมบัติของโลหะ
1.คุณสมบัติของโลหะ
ตอบ ความสามารถในการทนความร้อนได้ดี มีความมันวาว มีคุณสมบัติในการคงรูปหรือเสียรูปที่อุณหภูมิห้อง และสามารถนำไฟฟ้าได้
2่่. คุณสมบัติของโลหะแยกได้กี่ประเภท
ตอบ 6 ประเภท
3.จากข้อ 2 ได้แก่อะไรบ้าง
ตอบ คุณสมบัติทางกล คุณสมบัติความสัมพันธ์ระหว่างความเค้นและความเครียด คุณสมบัติทางเคมี คุณสมบัติทางไฟฟ้า คุณสมบัติทางความร้อน คุณสมบัติอื่นๆ
4.ความแข็ง หมายถึง
ตอบ ความต้านทานการเสียรูปถาวรของวัสดุ
5. อัลลอยด์ หมายถึง
ตอบ การนำโลหะจำนวนตั้งแต่ 2 ชนิดขึ้นไปมาผสมเข้าด้วยกัน
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น