La malléabilité d'un métal peut être mesurée par la pression (contrainte de compression) qu'il peut supporter sans se casser. Les différences de malléabilité entre les différents métaux sont dues aux variances de leurs structures cristallines.
La contrainte de compression oblige les atomes à se rouler les uns sur les autres dans de nouvelles positions sans rompre leur liaison métallique. Lorsqu'une grande quantité de stress est exercée sur un métal malléable, les atomes roulent l'un sur l'autre, restant en permanence dans leur nouvelle position.
Des exemples de métaux malléables sont:
Des exemples de produits démontrant la malléabilité comprennent la feuille d'or, la feuille de lithium et la grenaille d'indium.
Malléabilité et dureté
La structure cristalline des métaux plus durs, tels que l'antimoine et le bismuth , rend plus difficile l'enfoncement des atomes dans de nouvelles positions sans rupture. C'est parce que les rangées d'atomes dans le métal ne s'alignent pas. En d'autres termes, il existe plus de limites de grains et les métaux ont tendance à se fracturer aux joints de grains. Les limites des grains sont des zones où les atomes ne sont pas aussi fortement connectés. Par conséquent, plus le métal a de joints de grains, plus il est dur, fragile et, par conséquent, moins malléable.
Malléabilité versus ductilité
Alors que la malléabilité est la propriété d'un métal se déformant sous compression, la ductilité est la propriété d'un métal lui permettant de s'étirer sans dommage.
Le cuivre est un exemple de métal qui a à la fois une bonne ductilité (il peut être étiré en fils) et une bonne malléabilité (il peut également être roulé en feuilles).
Alors que la plupart des métaux malléables sont également ductiles, les deux propriétés peuvent être exclusives. Le plomb et l'étain, par exemple, sont malléables et ductiles lorsqu'ils sont froids mais deviennent de plus en plus fragiles lorsque les températures commencent à monter vers leurs points de fusion.
Cependant, la plupart des métaux deviennent plus malléables lorsqu'ils sont chauffés. Cela est dû à l'effet que la température a sur les grains de cristal dans les métaux.
Contrôle des grains de cristal par la température
La température a un effet direct sur le comportement des atomes et, dans la plupart des métaux, la chaleur produit des atomes ayant une disposition plus régulière. Ceci réduit le nombre de joints de grain, rendant ainsi le métal plus souple ou plus malléable.
Un exemple de l'effet de la température sur les métaux peut être vu avec le zinc , qui est un métal fragile au-dessous de 300 ° F (149 ° C). Pourtant, lorsqu'il est chauffé au-dessus de cette température, le zinc peut devenir si malléable qu'il peut être roulé en feuilles.
Contrairement à l'effet du traitement thermique , le travail à froid (un processus qui implique le laminage, l'étirage ou le pressage provoquant une déformation plastique d'un métal froid) tend à produire des grains plus petits, rendant le métal plus dur.
Au-delà de la température, l'alliage est une autre méthode courante de contrôle de la taille des grains pour rendre les métaux plus faciles à travailler.
Le laiton , un alliage de cuivre et de zinc, est plus dur que les deux métaux individuels parce que sa structure de grain est plus résistante à la contrainte de compression en essayant d'obliger les rangées d'atomes à se déplacer vers de nouvelles positions.
Sources
Chestofbooks.com. Malléabilité et ductilité des alliages.
URL: http://chestofbooks.com/home-improvement/workshop/Turning-Mechanical/
Différencesentre.net. Différence entre ductilité et malléabilité.
URL: http://www.differencebetween.net/miscellaneous/difference-between-ductility-and-malleability/
Chemguide.co.uk. Structures métalliques .
URL: http://www.chemguide.co.uk/atoms/structures/metals.html