biến dạng dẻo là gì

Biến dạng dẻo là gì? Biến dạng dẻo trong vật liệu vô định hình

Trong vật lý và khoa học vật liệu, biến dạng dẻo là biến dạng của vật liệu bị thay đổi hình dạng không thể đảo ngược khi chịu tác dụng của ngoại lực. Để biết rõ hơn về định nghĩa của biến dạng dẻo là gì và tính chất của hiện tượng này mời các bạn cùng Nguonthanhly.com tham khảo thông tin dưới đây.

Lý thuyết biến dạng dẻo

Trước khi tìm hiểu biến dạng dẻo, chúng ta hãy cùng tìm hiểu về định nghĩa của biến dạng là gì. Biến dạng dẻo xuất hiện ở đâu và đặc điểm của chúng là gì? Mời các bạn theo dõi bài viết ngay dưới đây.

Bạn Đang Xem: Biến dạng dẻo là gì? Biến dạng dẻo trong vật liệu vô định hình

Biến dạng là gì?

Biến dạng đề cập đến sự thay đổi mà một cơ thể hoặc vật thể trải qua sau khi tác dụng một loạt ngoại lực, chẳng hạn như lực căng hoặc áp suất, tạo ra sự thay đổi tự nhiên về kích thước hoặc hình dạng. 

Ngoài ra còn có các biến dạng do thay đổi nhiệt độ do giãn nở nhiệt. Trong vật lý, biến dạng là một hiện tượng tạo ra sự thay đổi trong cơ thể hoặc vật thể, có thể là vĩnh viễn hoặc đảo ngược. 

Biến dạng dẻo là gì
Biến dạng dẻo là gì?

Với biến dạng vĩnh viễn, cơ thể không trở lại trạng thái tự nhiên, ngược lại, nếu là biến dạng có thể đảo ngược, cơ thể trở lại trạng thái bình thường.

Ví dụ nếu một chiếc bút chì bị gãy thì sự biến dạng của nó là vĩnh viễn, còn nếu có thì một lò xo dãn dài sẽ biến đổi tạm thời khi vật trở lại trạng thái bình thường sau khi lực tác dụng lên nó kết thúc.

Biến dạng dẻo là gì?

Xem Thêm : H là gì trong toán học? Kiến thức cần nhớ về “H” đầy đủ nhất

Biến dạng dẻo được cho là vĩnh viễn hoặc không thể đảo ngược do vật thể chịu một lực, lực căng hoặc tải trọng không trở lại trạng thái ban đầu, bất kể nguyên nhân gây ra biến dạng đã biến mất. Do vật thể trải qua một số những thay đổi nhiệt động lực học ảnh hưởng vĩnh viễn đến cấu trúc của nó. 

Biến dạng dẻo được tìm thấy trong hầu hết các vật liệu như kim loại, đất, đá, bê tông, bọt, xương và da. Tuy nhiên, cơ chế vật lý gây ra biến dạng dẻo có thể là: Ở cấp độ tinh thể, biến dạng dẻo trong kim loại thường  do sự lệch mạng tinh thể gây ra. Trong hầu hết các vật liệu kết tinh, những khuyết tật này là khá hiếm. 

Tuy nhiên, cũng có vật liệu có các khuyết tật phổ biến và là một phần của cấu trúc tinh thể, những trường hợp như vậy có thể hình thành  tinh thể dẻo. Trong các vật liệu giòn như đá, bê tông và xương, biến dạng dẻo chủ yếu là do sự trượt trong các vết nứt nhỏ.

Biến dạng dẻo là gì
Biến dạng dẻo thường có trong đất, đá, bê tông,…

Tính chất vật lí của biến dạng dẻo

Biến dạng dẻo trong tinh thể của kim loại nguyên chất chủ yếu do hai cơ chế biến dạng trong mạng tinh thể gây ra là trượt và song tinh.

Trượt là trong đó một nguyên tử di chuyển nhiều lần của khoảng cách giữa các nguyên tử so với vị trí ban đầu của nó. Song tinh là biến dạng dẻo xảy ra dọc theo hai mặt phẳng do lực tác dụng lên một miếng kim loại.

Hệ trượt 

Vật chất kết tinh  chứa các mặt phẳng nguyên tử lớn, phân bố đều và có tổ chức. Các bề mặt này có thể trượt lên nhau dọc theo hướng đóng gói. Kết quả là một sự thay đổi vĩnh viễn trong hình học bên trong của tinh thể và biến dạng dẻo. Sự tồn tại của trật khớp tăng lên độ nhẵn của bề mặt.

Biến dạng dẻo có thể đảo ngược

Ở cấp độ nano, biến dạng dẻo trong các kim loại mạng tinh thể lập phương tâm diện (fcc)  có thể đảo ngược với điều kiện là không xảy ra sự vận chuyển vật chất dưới dạng trượt ngang.

Biến dạng dẻo trong vật liệu vô định hình

Xem Thêm : Mảng một chiều là gì? Cách khai báo mảng một chiều trong tin học

Ngay cả vật liệu vô định hình cũng có thể bị biến dạng dẻo. Bởi vì chúng không được sắp xếp hợp lý, nên chúng chứa các lỗ rỗng thể tích lớn. Kéo các vật liệu này sẽ mở ra các khoảng trống làm cho vật liệu có hình dạng không rõ ràng.

Sự không thống nhất này là do các vết đứt gãy, trong đó các sợi hình thành trong vật liệu ở những vùng có ứng suất thủy tĩnh cao.

Các dạng biến dạng khác

Ngoài biến dạng dẻo còn có biến dạng đàn hồi. Đây là loại biến dạng mà khi lực, lực căng hoặc lực tác động khác tác dụng lên cơ thể bị loại bỏ, cơ thể sẽ trở lại trạng thái ban đầu. Nói cách khác, cơ thể trải qua biến dạng đảo ngược và tạm thời. 

Ví dụ đàn hồi: lò xo bị biến dạng đàn hồi khi bị kéo căng bởi một lực, nhưng sau khi lực này được loại bỏ, lò xo sẽ trở lại trạng thái bình thường. 

Dùng tay ấn nhẹ vào hai đầu thước nhựa sẽ làm thước bị biến dạng. Khi bạn thả tay ra, thước trở lại  hình dạng và kích thước ban đầu nên biến dạng của thước là biến dạng đàn hồi.

Biến dạng dẻo là gì
Biến dạng của lò xo là ví dụ cho biến dạng đàn hồi

Tính chất:

  • Tính đàn hồi lò xo phụ thuộc vào vật liệu của lò xo. Thép và đồng sẽ có độ đàn hồi rất tốt, nên lò xo thường được làm bằng chất liệu thép hoặc đồng. Sắt và đồng đỏ đàn hồi kém nên không dùng làm lò xo.
  • Nếu kéo dãn lò xo bằng một lực quá mạnh thì lò xo sẽ bị mất tính đàn hồi. Độ dài của lò xo sẽ không thể trở lại bằng chiều dài ban đầu của nó được nữa.

Trên đây là lý thuyết và ví dụ về biến dạng dẻo là gì. Hy vọng bài viết của Nguonthanhly.com sẽ có ích cho các bạn đặc biệt là các bạn học sinh tham khảo thêm kiến thức vật lý về hiện tượng biến dạng.

Nguồn: https://nguonthanhly.com
Danh mục: Hỏi đáp

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

X