Trong số các kim loại mà loài người đã phát hiện ra, bạn có biết, kim loại dẻo nhất là gì không? Bài viết ngày hôm nay, Palada.vn sẽ gửi đến bạn đọc thông tin về kim loại dẻo nhất và thứ tự sắp xếp tính dẻo của một số kim loại phổ biến.
Tóm tắt
Tính dẻo kim loại là gì?
Tính dẻo của kim loại là khả năng của một kim loại để uốn cong mà không gãy hoặc trở về hình dạng ban đầu sau khi áp lực được áp dụng lên nó bị loại bỏ. Tính dẻo của kim loại đề cập đến khả năng chịu tải trọng và biến dạng của kim loại mà không gây hư hỏng vĩnh viễn hoặc gãy.
Tính dẻo của kim loại phụ thuộc vào cấu trúc tinh thể & liên kết giữa các nguyên tử trong kim loại. Kim loại có cấu trúc tinh thể đặc biệt, trong đó các nguyên tử được sắp xếp theo một mạng lưới hạt nhỏ. Khi áp lực được áp dụng lên kim loại, các hạt này có thể trượt qua nhau một cách tương đối dễ dàng mà không gây hư hỏng cấu trúc.
Tuy nhiên, không phải tất cả các kim loại đều có tính đàn hồi cao. Ví dụ, các kim loại giả kim như thiếc và chì có tính đàn hồi thấp hơn nhiều và dễ bị biến dạng vĩnh viễn khi chịu lực tác động lớn.
Kim loại dẻo nhất là gì?
Theo ghi nhận, kim loại dẻo nhất trong các kim loại được phát hiện tính đến thời điểm hiện tại là Vàng (Au)
Nhờ cấu trúc tinh thể mềm, dễ uốn cong do tổ chức của các hạt và liên kết trong cấu trúc tinh thể vàng nên kim loại này có khả năng uốn cong, kéo dãn, đúc hình, dập nổi thành các hình dạng và chi tiết phức tạp mà không gãy hay nứt.
Sắp xếp tính dẻo của kim loại
Sắp xếp tính dẻo của kim loại phụ thuộc vào cấu trúc tinh thể của chúng. Dưới đây là một số kim loại được sắp xếp theo tính dẻo từ cao đến thấp:
Vàng
Vàng là kim loại dẻo nhất trong số các kim loại đã được phát hiện. Kim loại này có cấu trúc tinh thể mềm, dễ uốn cong do tổ chức của các hạt và liên kết trong cấu trúc tinh thể của nó. Vàng có khả năng uốn cong, kéo dãn, đúc hình, dập nổi thành các hình dạng và chi tiết phức tạp mà không gãy hay nứt.
Với một lượng vàng nhỏ, ta có thể tạo ra các sản phẩm siêu mỏng như lá vàng trang trí, mạ vàng trên bề mặt các vật liệu hoặc kéo thành các dây vàng mỏng. Vàng được ứng dụng trong ngành chế tác đồ trang sức và nghệ thuật trang trí.
Bạc
Tương tự như vàng, bạc cũng là một trong những kim loại có tính dẻo cao, dễ uốn cong mà không gãy. Bạc có cấu trúc tinh thể mềm, cho phép các hạt bạc có khả năng trượt qua nhau một cách dễ dàng khi bị tác dụng lực lớn.
Tính dẻo của bạc là một đặc tính quan trọng khiến cho nó được sử dụng trong chế tác và trang sức. Tuy nhiên, kim loại bạc có độ cứng tự nhiên không cao. Do đó, nó dễ bị trầy xước. Để cải thiện độ bền, ta thường pha trộn bạc với các kim loại khác để tạo ra hợp kim bạc. Hợp kim bạc sẽ có tính dẻo & cứng hơn so với bạc nguyên chất.
Nhôm
So với vàng & bạc, nhôm có độ cứng tự nhiên cao hơn & tính dẻo hạn chế hơn. Cấu trúc tinh thể của nhôm phụ thuộc vào cấu trúc tinh thể hexagonal gần đều. Cấu trúc này hạn chế khả năng di chuyển của các hạt nhôm trong mạng tinh thể, làm cho nhôm có tính dẻo hạn chế hơn vàng và bạc. Tuy nhiên, nhôm vẫn có khả năng uốn cong và biến dạng ưu việt. Điều này khiến cho nó được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng công nghiệp và gia công cơ khí, được ép thành các tấm, ống, dây,…
Sắt
Sắt có cấu trúc tinh thể dạng cubic. Trong đó, các hạt sắt được sắp xếp chặt và cứng nên không có khả năng di chuyển dễ dàng qua nhau. Do tính chất cấu trúc tinh thể, nó có tính dẻo khá kém và khá giòn. Tuy nhiên, khi kết hợp với các yếu tố khác như cacbon, sắt có thể tạo thành Thép, một loại hợp kim sắt cacbon, có tính dẻo và cứng hơn so với sắt nguyên chất. Thép được sử dụng rộng rãi trong xây dựng, ô tô, máy móc và nhiều ngành công nghiệp khác vì tính chất cơ học tốt của nó.
Đồng
Đồng cũng là một kim loại có tính dẻo cao. Nó có cấu trúc tinh thể mềm và các hạt đồng có khả năng di chuyển qua nhau dễ dàng, cho phép nó uốn cong mà không bị gãy. Đồng cũng có khả năng dẫn điện & dẫn nhiệt tốt. Vì vậy, nó được sử dụng trong các ứng dụng điện tử, dây điện và các bộ phận cần dẻo như ống nước, ống dẫn gas, và các bộ phận chế tạo.
Tóm lại, tính dẻo và độ cứng của một kim loại phụ thuộc vào cấu trúc tinh thể và tổ chức của nó. Vàng và bạc có tính dẻo cao nhất trong số các kim loại, trong khi nhôm, sắt và đồng cũng có tính dẻo tốt, mặc dù không cao bằng vàng và bạc.
Cần lưu ý rằng, ngoài phụ thuộc vào cấu trúc tinh thể kim loại, tính dẻo của một kim loại cũng có thể bị ảnh hưởng bởi các yếu tố khác như nhiệt độ, áp lực và xử lý kim loại.
Vì sao vàng là kim loại dẻo nhất?
Vàng là một trong những kim loại quý có tính dẻo nhất. Tính dẻo của vàng đã được nghiên cứu và giải thích bởi các chuyên gia. Theo Mike Bullivant – nhà hóa học tại Đại học Mở, Milton Keynes, Anh, vàng có thể được rèn thành tấm mỏng hơn một bước sóng ánh sáng khả kiến.
Độ dẻo của một vật liệu đo lường khả năng của nó để được rèn thành hình dạng mới mà không gãy vỡ. Vàng có thể được rèn thành các tấm mỏng có kích thước lớn. Với 28 gram vàng, có thể rèn thành tấm vàng có cạnh dài 5 mét. Thậm chí, lá vàng có thể được dát mỏng đến 0,000127 mm, mỏng hơn gấp 400 lần so với sợi tóc người (Theo Phòng thí nghiệm Jefferson, Newport News, Virginia).
Cấu trúc nguyên tử của vàng được xếp theo mạng lưới lập phương diện tâm. Trong đó, mỗi nguyên tử vàng được bao quanh bởi 12 nguyên tử lân cận. Cấu trúc này cho phép vàng biến dạng dễ dàng mà không làm thay đổi cấu trúc tổng thể.
Ngoài ra, các nguyên tử vàng kết nối với nhau thông qua liên kết kim loại. Electron ngoài cùng của mỗi nguyên tử vàng tự do di chuyển trong cấu trúc và tạo thành một “đám mây electron” không cố định. Điều này cho phép các nguyên tử trượt qua nhau dễ dàng, làm cho vàng trở nên dẻo dai.
Tuy nhiên, còn nhiều yếu tố khác cũng có thể ảnh hưởng đến tính chất dẻo của vàng. Ví dụ, vàng ít tạo liên kết hóa học với các nguyên tố khác. Do đó, vàng không bị xỉn bởi các lớp oxit trên bề mặt như đồng và bạc. Các lớp oxit này có thể gây yếu điểm và làm cho các kim loại khác dễ bị gãy vỡ hơn. Vàng thiếu lớp oxit này, điều này có thể giúp nó mềm dẻo hơn so với các kim loại khác.
Ứng dụng tính dẻo của vàng trong thực tế
Tính dẻo của vàng mang lại nhiều ứng dụng quan trọng trong cuộc sống. Dưới đây là một số ví dụ về sự ứng dụng này:
- Chế tác trang sức: Vàng được sử dụng rộng rãi trong sản xuất trang sức do tính chất dẻo và dễ uốn cong của nó. Vàng có thể được rèn thành các hình dạng phức tạp và linh hoạt để tạo ra các mẫu trang sức đa dạng, từ nhẫn, vòng cổ, bông tai cho đến vòng tay.
- Đồng hồ và thiết bị điện tử: Vàng được sử dụng để mạ vàng các bề mặt trong sản xuất đồng hồ và thiết bị điện tử. Lớp mạ vàng không chỉ mang tính thẩm mỹ mà còn bảo vệ chống oxy hóa và tăng độ bền cho các linh kiện điện tử.
- Công nghệ y tế: Vàng được sử dụng trong các ứng dụng y tế như nha khoa, phẫu thuật và điều trị bệnh. Vàng có thể được dùng để làm các chi tiết như răng giả, đấu nối và các công cụ y tế nhờ tính chất dẻo và không gây kích ứng với cơ thể.
- Kỹ thuật mạ vàng: Vàng được sử dụng rộng rãi trong kỹ thuật mạ vàng để cung cấp một lớp phủ bảo vệ và tạo ra bề mặt bóng đẹp cho các vật liệu khác như kim loại không gỉ, đồng và bạc.
- Công nghệ quang học: Vàng có khả năng tương tác với ánh sáng một cách đặc biệt, đặc biệt là trong các ứng dụng quang học cao cấp. Vàng được sử dụng trong việc tạo ra các lớp mỏng và nano-cấu trúc để cải thiện hiệu suất của các thiết bị quang học như cảm biến quang, kính chống chói và linh kiện điện tử.
- Công nghệ năng lượng: Vàng được sử dụng trong các ứng dụng năng lượng như các tấm mặt trời và các thiết bị chuyển đổi năng lượng. Tính chất dẻo của vàng cho phép nó được sử dụng để tạo ra các mạch mỏng và linh hoạt trong các thiết bị năng lượng mặt trời.
- Điện tử và viễn thông: Vàng được sử dụng trong việc sản xuất các linh kiện điện tử như chân cắm, đầu nối và vi mạch. Tính dẻo của vàng cho phép nó được uốn cong và tạo các kết nối tin cậy trong các ứng dụng điện tử và viễn thông.
Như vậy là với những thông tin mà bài viết vừa cung cấp, bạn đọc đã biết được vàng chính là kim loại dẻo nhất. Không chỉ mang tính ứng dụng cao, vàng còn có ảnh hưởng mạnh mẽ đến tình hình tài chính – kinh tế, là kênh cất trữ lâu dài của nhiều người, khi mà kinh tế đang rơi vào suy thoái. Điều này lại càng chứng tỏ giá trị của vàng theo thời gian.
