Mitä plastisuus tarkoittaa?

Plastisuus: Muodonmuutos, joka jää pysyväksi

Aineen plastisuus, tai muovautuvuus, kuvaa sen kykyä muuttua pysyvästi muotoaan ulkoisten voimien vaikutuksesta. Tämä on olennainen ero elastisuuteen, jossa muodonmuutos on palautuva. Jos venytät kumilenkkiä ja päästätte sen irti, se palaa alkuperäiseen muotoonsa – tämä on elastinen muodonmuutos. Jos taas taivutat rautalangan, se jää pysyvästi uuteen muotoonsa – tämä on plastinen muodonmuutos.

Plastisen muodonmuutoksen taustalla on aineen sisäisen rakenteen pysyvä järjestely uudelleen. Elastisessa muodonmuutoksessa atomit ja molekyylit siirtyvät hetkellisesti paikoiltaan, palautuakseen alkuperäiseen järjestykseen voiman poistuessa. Plastisessa muodonmuutoksessa kuitenkin tapahtuu pysyvämpiä rakenteellisia muutoksia, kuten dislokaatioiden liike kiteisissä materiaaleissa tai sidosten katkeaminen ja uudelleenmuodostuminen amorfisissa materiaaleissa. Tämä johtaa pysyvään muodonmuutokseen, vaikka ulkoinen voima poistettaisiinkin.

Leikkausvoimat ovat erityisen tehokkaita plastisen muodonmuutoksen aikaansaamisessa. Leikkausvoima pyrkii siirtämään aineen osia toistensa suhteen, mikä helposti aiheuttaa pysyviä rakenteellisia muutoksia. Tämän takia monissa metallinmuokkausprosesseissa, kuten taonta ja valssiminen, käytetään leikkausvoimia materiaalin muotoilemiseen.

Plastisuus on tärkeä ominaisuus monissa materiaaleissa ja sen ymmärtäminen on ratkaisevaa monilla eri aloilla. Esimerkiksi:

• Materiaalitekniikka: Plastisuuden hallinta on avainasemassa uusien, haluttuja ominaisuuksia omaavien materiaalien kehittämisessä. Eri metalliseosten ja polymeerien plastisuutta voidaan tarkasti säätää seosaineiden ja valmistusprosessien avulla.
• Rakennusala: Rakennusmateriaalien plastisuus on tärkeää niiden kyvylle kestää kuormia ja deformoitua hallitusti, ehkäisten äkillistä murtumista.
• Taide ja käsityöt: Savi, vaha ja monet muut muovailtavat materiaalit hyödyntävät plastisuutta muodon luomisessa.
• Geologia: Maankuoren plastisuus on merkittävä tekijä mannerlaattojen liikkeissä ja vuoristojen muodostumisessa.

Plastisuus ei ole yksinkertaisesti “pehmeys” tai “kovuus”. Materiaalin plastisuus riippuu monista tekijöistä, mukaan lukien lämpötila, kuormitusnopeus ja materiaalin koostumus. Kovakin materiaali, kuten teräs, voi olla plastinen tietyissä olosuhteissa, kun taas pehmeä materiaali, kuten vaha, voi olla hauras alhaisissa lämpötiloissa. Plastisuus on monimutkainen ominaisuus, joka vaatii tarkempaa tarkastelua yksittäisten materiaalien kohdalla.