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驚くべき金属：プラチナが最も展性のある金属と呼ばれる理由
材料科学において、延性は、破壊される前に大きな塑性変形に耐える材料の能力を測る重要な指標です。この特性はエンジニアリングや製造において、特に材料を破損せずに曲げたり、伸ばしたり、変形させたりする必要があるアプリケーションにおいて重要です。延性は材料の選択に影響するだけでなく、多くのハイテク用途でも重要な役割を果たします。試験中の破断後の材料の変形長さに基づいて、破断後の長さから初期長さを差し引き、初期長さで割り、100% を掛けることで延性を計算できます。
延性とは、応力を受けても変形を維持する材料の能力であり、安全な操作に不可欠です。
プラチナはあらゆる金属の中で最も延性が高いと広く考えられています。延性をテストすると、プラチナは他の金属とは比べものにならないほど伸びます。これは、プラチナの特殊な金属結合構造により、応力を受けたときに原子の滑り能力が向上し、より高い延性が得られるためです。金や銅などの多くの貴金属もかなりの延性を示しますが、プラチナは依然としてこの点において独特です。
スケーラビリティの重要性延性は金属の加工特性に影響を与えるだけでなく、特定の用途への適合性も決定します。たとえば、鋳造や熱間成形のプロセスでは主に脆い材料が使用されますが、金属成形操作では、延性が高い材料が破損することなく衝撃に耐えることができます。延性があるため、金属は割れることなくプレスやエッチングなどの冷間加工を行うことができます。
延性が高いと、金属は変形時により多くのエネルギーを吸収できるため、安全性が向上します。
延性の測定と定量化
引張試験では、材料の延性は通常、相対伸び（パーセント）と破断面積の減少を使用して定量化されます。破断時の伸びを例に挙げてみましょう。これは、単軸引張試験で試験片が破断する時の工学的ひずみです。鋼鉄などの一部の金属の延性は合金の組成によって異なり、一般的に炭素含有量が増加すると延性は低下します。
金属の脆性および延性遷移
金属は温度によって脆性破壊や延性破壊といった異なる破壊挙動を示すことがあります。材料の延性は、特に荷重を支える用途に使用される金属製品においては、その靭性と密接に関係しています。
延性と脆性の間の遷移は、通常、いわゆる脆性-延性遷移温度と呼ばれる特定の温度で発生します。
モントリオール金属協会の調査によると、プラチナはこの遷移点で非常に優れた性能を発揮し、脆性破壊のリスクを大幅に低減します。このため、プラチナはさまざまなハイエンドの産業および研究室環境で広く使用されています。
終わりに
新素材の研究開発が進むにつれ、将来、より大きな技術的課題に対応するために、他の金属がプラチナの延性記録を破ることになるのでしょうか?
