.
Kim loại là một trong những nguyên liệu quan trọng trong công nghệ sản xuất hiện đại. Tuy nhiên, nhiều người thường thắc mắc về việc tại sao kim loại lại trở nên giòn và dễ vỡ khi bị làm lạnh. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ giải đáp thắc mắc này và đưa ra những giải thích khoa học về hiện tượng này.
Đầu tiên, để hiểu được tại sao kim loại trở nên giòn khi được làm lạnh, chúng ta cần phải tìm hiểu về cấu trúc và đặc tính của kim loại. Thông thường, kim loại có cấu trúc tinh thể đa hình, tức là nó có thể tồn tại ở nhiều dạng khác nhau tùy thuộc vào điều kiện xung quanh. Với mỗi dạng tinh thể, kim loại sẽ có những đặc tính và tính chất khác nhau.
Khi ta làm lạnh kim loại, các phân tử của kim loại sẽ tiến hành sắp xếp lại và tạo thành một dạng tinh thể mới. Nếu tinh thể mới này có cấu trúc khác với cấu trúc cũ, thì tính chất của kim loại cũng sẽ thay đổi theo. Và đây chính là lý do khiến kim loại trở nên giòn khi được làm lạnh.
Việc làm lạnh kim loại cũng gây ra sự kiện hiện tượng “co ngót”, tức là kích thước của các phân tử kim loại sẽ rút ngắn lại. Khi đó, các liên kết giữa các phân tử kim loại cũng bị mất bớt độ mạnh, dẫn đến tinh thể mới có tính chất yếu hơn và dễ bị vỡ khi bị tác động bên ngoài.
Một ví dụ cụ thể để làm rõ hơn hiện tượng này là trong quá trình sản xuất thép. Các nhà máy sản xuất thép thường đặt lò làm nóng cọc thép, sau đó làm lạnh nhanh bằng cách đổ nước lạnh vào cọc thép. Quá trình làm lạnh này sẽ làm cho cả cọc thép và phần nước đổ lạnh đều bị vỡ khi bị bóp tay. Điều này chứng tỏ tính giòn của kim loại khi bị làm lạnh.
Một yếu tố quan trọng khác là độ kết cấu của kim loại. Đối với những kim loại có độ kết cấu lỏng như nhôm và chì, việc làm lạnh sẽ tạo ra những kết cấu ngưng tụ không đều, gây ra hiện tượng kim loại trở nên giòn và dễ vỡ. Ngược lại, với những kim loại có độ kết cấu rắn như sắt và đồng, tính chất của kim loại sẽ không bị ảnh hưởng nhiều khi bị làm lạnh.
Tuy nhiên, không phải lúc nào kim loại cũng trở nên giòn khi được làm lạnh. Trường hợp đặc biệt là với những kim loại có cấu trúc tinh thể không đối xứng, việc làm lạnh sẽ không tạo ra các kết cấu ngưng tụ và do đó không ảnh hưởng nhiều đến tính chất của kim loại.
Vậy làm thế nào để tránh hiện tượng kim loại trở nên giòn khi được làm lạnh? Để đảm bảo tính chất của kim loại không bị ảnh hưởng khi bị làm lạnh, ta thường dùng phương pháp làm lạnh chậm, đồng thời có thể điều chỉnh áp suất và nhiệt độ môi trường. Điều này sẽ giúp kiểm soát quá trình làm lạnh và tránh tạo ra các kết cấu ngưng tụ không đều.
Như vậy, ta đã kết luận được rằng kim loại trở nên giòn khi được làm lạnh do sự thay đổi cấu trúc và tính chất của kim loại. Do đó, để tránh hiện tượng này, ta cần kiểm soát quá trình làm lạnh và cân nhắc đến cấu trúc và tính chất ban đầu của kim loại. Hy vọng bài viết này đã giúp quý độc giả hiểu rõ hơn về hiện tượng này và có thêm những kiến thức bổ ích về các tính chất của kim loại.
