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Metalli incredibili: perché il platino è considerato il metallo più malleabile?
Nella scienza dei materiali, la duttilità è una misura importante della capacità di un materiale di resistere a una deformazione plastica significativa prima della frattura. Questa proprietà è fondamentale nell'ingegneria e nella produzione, in particolare nelle applicazioni che richiedono che i materiali si pieghino, si allunghino o si deformino senza rompersi. La duttilità non influenza solo la scelta dei materiali, ma gioca anche un ruolo fondamentale in molte applicazioni high-tech. In base alla lunghezza di deformazione del materiale dopo la frattura durante il test, la duttilità può essere calcolata sottraendo la lunghezza iniziale dalla lunghezza dopo la frattura, dividendo per la lunghezza iniziale e quindi moltiplicando per 100%.
La duttilità è la capacità di un materiale di sopportare la deformazione sotto sforzo ed è fondamentale per un funzionamento sicuro.
Il platino è ampiamente considerato il più duttile tra tutti i metalli. Quando viene testato per la duttilità, il platino si allunga a un livello ineguagliato da altri metalli. Ciò avviene perché la speciale struttura di legame metallico del platino gli consente di avere una maggiore capacità di scorrimento atomico quando sottoposto a sollecitazioni, ottenendo così una maggiore duttilità. Anche molti metalli preziosi, come l'oro e il rame, presentano una notevole duttilità, ma il platino è ancora unico sotto questo aspetto.
Importanza della scalabilitàLa duttilità non influenza solo le caratteristiche di lavorazione dei metalli, ma determina anche la loro idoneità per determinate applicazioni. Ad esempio, nei processi di fusione o di formatura a caldo vengono utilizzati principalmente materiali fragili, mentre nelle operazioni di formatura dei metalli i materiali altamente duttili sono in grado di resistere agli urti senza rompersi. La presenza di duttilità consente al metallo di subire operazioni di lavorazione a freddo, come pressatura o incisione, senza che si formino crepe.
L'elevata duttilità consente al metallo di assorbire più energia durante la deformazione, garantendo così una maggiore sicurezza.
Misurazione e quantificazione della duttilità
Nelle prove di trazione, la duttilità di un materiale viene solitamente quantificata utilizzando l'allungamento relativo (in percentuale) e la riduzione dell'area di frattura. Prendiamo come esempio l'allungamento a rottura. Questa è la deformazione ingegneristica a cui il campione di prova si rompe in un test di trazione monoassiale. La duttilità di alcuni metalli, come l'acciaio, varia a seconda della composizione della lega; in genere, l'aumento del contenuto di carbonio diminuisce la duttilità.
Transizione fragile e duttile dei metalli
I metalli possono presentare diversi comportamenti di frattura a diverse temperature: frattura fragile o frattura duttile. La duttilità di un materiale è indissolubilmente legata alla sua tenacità, soprattutto nei prodotti metallici utilizzati per applicazioni portanti.
La transizione tra duttilità e fragilità avviene solitamente a una certa temperatura, la cosiddetta temperatura di transizione fragile-duttile.
Una ricerca della Montreal Form Metals Association indica che il platino si comporta estremamente bene in questo punto di transizione, riducendo notevolmente il rischio di fratture fragili. Ciò rende il platino ampiamente utilizzato in vari ambienti industriali e di laboratorio di fascia alta.
Considerazioni conclusive
Con il continuo progresso della ricerca e dello sviluppo di nuovi materiali, vedremo altri metalli battere il record di duttilità del platino per affrontare sfide tecnologiche più grandi in futuro?
