Anonim

Као и сви материјали, и метали се састоје од атома, који су заузврат сачињени од позитивног језгра протона и неутрона, окружени нејасним облаком негативних електрона који орбитирају различитим енергијама. Електричне силе - привлачност између позитивних и негативних наелектрисања - држе материјале заједно.

Метали су посебни, јер су њихови спољни електрони тако слабо везани за своја језгра да лутају кроз металне чврсте материје попут гаса. Висока покретљивост ових спољних електрона је оно што чини метале генерално добрим проводиоцима и струје и топлоте. Тај електронски „гас“ такође доприноси још једном својству метала: њиховој крвавости или својству савијања или истезања под стресом, уместо да пукне. То је омогућило раним металцима да чекирају или савијају метал у корисне облике - сечива, тачке, секире - који су живот учинили лакшим и продуктивнијим.

Image
Да ли је алуминијум достигао границу? Као и Дуцати и Хонда, КТМ користи замах од угљених влакана у МотоГП конкуренцији. Пол Еспаргаро је рекао да неметални материјал не мења карактер бицикла, али: „Даје вам нешто друго када вам треба, као на пример када држање није тако лепо.“ Љубазност КТМ-а

Када се на минералне или керамичке материјале доста напрегне да се пукотина отвори, не постоји механизам који би ту пукотину могао да ограничи или заустави. Пукотина отклања тај стрес ширењем кроз материјал брзином звука. Ово је ломљив лом. Иако је корисно ако кремену кречемо у сјекиру, ово својство је мање, па ако покушавамо да оборимо дрвеће тако крхким сјекирама да изградимо стан или заштитни палисад.

У металу, присуство тих електрона који се крећу омогућава материјалу под стресом да се сам преуреди, јер се атоми разбијени од својих суседа стресом могу поново повезати са новим суседима. Ово је покварљивост. Због тога су метали инхерентно тежи од тврдог, ломљивог материјала јер се у свему том раздвајању и прављењу везе троши енергија; потребно је много енергије да би метали уродили. Ово је жилавост, која се често мери као проценат издужења пре неуспеха. За крхке материјале то може бити мање од једног процента, али за метале високе жилавости може бити 30–50 процената. Да бисте сломили такве материјале, морате да наставите да вучете и вучете великом снагом, трошећи много енергије. Овако згужване зоне у аутомобилима штите нас попут желе током судара.

ПОВЕЗАНО: Погон брегастих вратила - ланац ваљка, тихи ланац, ланац Морсе Хи-Во

Дијамантни резач старог Амстердама прегледао је храпав камен како би утврдио његове равни лома, а затим, прецизно постављајући ударац, ударио чекићем да у трену раздвоји ову најтврђу од свих супстанци. Да је тај дијамант био челик челика, резач би могао да проведе остатак недеље чекићем и не постигне ништа: Челик је тврд, али много мање чврст од дијаманта.

Основни начин упоређивања способности метала да се одупру деформацији је њихов Иоунгов модул еластичности. Замислите Иоунг-ов Модулус као "опружну брзину материјала", баш као и овјес мотоцикла.

Материјал Модул (милион пси) Густина (пута већа од воде) Густина (проценат челика)
Челик 30 7.8 100
Алуминијум 8–11 2.7 35
Магнезијум 6 1.7 22
Молибден 42.7 9–10 122
Титанијум 15–18 4.5 58
Берилијум 43.9 1.8 23
ЦФРП 26 1.6 21 (неметални)

Јасни победник међу металима је берилијум, тежак мање од четвртине од тежине челика, али са већим Иоунговим модулом. Проблем је у томе што је берилијум заиста скуп и прашина му је отровна. Има своје намене; као што су електронски регали у сателитима, на пример, уштедјели новац у времену када је цена лансирања у ниску земаљску орбиту била 10.000 долара фунте.

Титанијум такође изгледа прилично добро. Легуре титанијума могу се термички обрадити на чврстоће једнаке многим челикима високе чврстоће, али ипак је лаган - само 58 процената густине челика. Тада нам срце тоне кад видимо да титанијум има само половину Иоунг-овог модула челика. Због тога су се мотори Формуле 1 из титанијума пребацили на челичне спојне шипке. Када се клип успори на хиљаде гипса који се приближавају горњој мртвој средини, титанијумска шипка се протеже двоструко више од оне направљене од челика и за то је потребно да се најважнији размак између делова клипа и главе повећа како би се задржао клипови од ударања у главу. А то, са своје стране, чини ломљење мање ефикасним при обртају дна и средњег домета, што резултира мањим обртним моментом. Кад је пријатељу с мотоциклиста дана предња осовина од титанијума за његов Иамаха ТЗ750 роадраце бицикл, он је то испробао у пракси, а затим рекао: "Извади га." Сигурно је био довољно јак за посао, али био је само упола крутији, правећи Управљање бициклом осећа се нејасно и непрецизно.

Алуминијум, метални радни коњ, има једну трећину тежине челика, али такође има само једну трећину крутости челика. Магнезијум има мање од четвртине тежине челика, али тада има само петину веће чврстоће. Поред тога, магнезијум подлеже пузању ниских температура, победивши већину напора да од њега направе блокове мотора или главе мотора. И тако, магнезијум на бициклима видимо углавном као поклопце мотора и као ултра-лагане точкове, обично за трке.

Алуминијум, метални радни коњ, има једну трећину тежине челика, али такође има само једну трећину крутости челика. Недостаје ли пуњење магнезијума на ниским температурама, алуминијум се може користити у већим одливима. Модерне шасије мотоцикла су често алуминијумске, а кућишта мотора и главе су увијек присутни.

Упоредио сам пластику ојачану угљеним влакнима (ЦФРП); расути материјал је близу модула челика, али његова густина је само једна петина. Израда је скупа, па је за постизање највиших својстава потребна посебна техника. Пре неколико година, људи су очекивали чудо моторе од угљеничних влакана, али то се није догодило. Тренутно је узбуђење угљика у мотоциклима већа бочна флексибилност која се може уградити у окретну робу за МотоГП бицикле (метал би био превише осетљив на пуцање ако би био довољно танак да би могао дјеловати на исти начин).

Зашто напредак материјала захтева толико времена? Поново се враћам на нејасно мистичну изјаву да „Вријеме мора постојати јер је оно што спречава да се све догоди одједном.“ То нам пружа задовољство ишчекивањем.