Plastizität

Plastizität (franz.), Formbarkeit, Bildsamkeit; insbes. die Eigenschaft fester Körper, unter dem Einfluss äußerer Kräfte bleibende Deformationen (Änderungen der Gestalt oder Struktur) anzunehmen. Bei kleinen Kräften ist die Deformation eine elastische, sie geht beim Nachlassen der Kräfte wieder vollständig zurück und ist durch den Elastizitätskoeffizienten (Dehnungskoeffizient) oder Elastizitätsmodul (Dehnungsmodul) bestimmt (s. Elastizität). Erst beim Überschreiten der Elastizitätsgrenze (Dehnungsgrenze) geht sie nicht mehr vollkommen zurück, und diese bleibende (permanente) Deformation (Dehnung) wächst mit der Zeitdauer der Kraftwirkung, hat also nicht wie die temporäre (elastische) einen nur durch Material und Kraft bestimmten Wert. Es findet dabei ein Gleiten der Molekülschichten übereinander statt, und die Elastizitätsgrenze ist deshalb bestimmt durch diejenige Schubkraft (Schubmodul), bei der dauernde Schiebung (Scherung), Drillung etc. eintritt. Nach oben bildet die Grenze der Plastizität die Kohäsion oder Festigkeit, d. h. die Kraft, die einen Riss erzeugt. Ihr Maß ist die zu der Trennungsfläche senkrechte Komponente der Kraft, nicht wie bei der Elastizitätsgrenze die zur Gleitfläche parallele Komponente. Je weiter diese beiden Grenzen auseinander liegen, um so größer ist die Dehnbarkeit, Geschmeidigkeit, Hämmerbarkeit (Streckbarkeit), Zähigkeit (Tenazität, Ziehbarkeit) des Körpers, je höher sie beide liegen, um so größer die Härte.

Fallen Elastizitäts- und Plastizitätsgrenze nahezu zusammen oder ist gar letztere niedriger als erstere, so heißt der Körper spröde. Die Sprödigkeit ist ebenso wie die Dehnbarkeit etc. keine bestimmte Eigenschaft des Stoffes, sie hängt vielmehr von der Art der Deformation ab, da die Elastizitätsgrenze durch die tangentiale, die Plastizitätsgrenze durch die normale Kraftkomponente bestimmt ist und das Verhältnis beider Komponenten je nach der Art der Deformation sich ändert. Wird z. B. der Körper während der Deformation gleichzeitig einem sehr hohen allseitigen Druck (z. B. Wasserdruck) ausgesetzt, so kann die normale Kraftkomponente bei keiner Deformationsweise die Plastizitätsgrenze übersteigen, unter solchen Umständen verhält sich also auch ein spröder Körper als dehnbarer (plastischer; bildsamer). Hierauf beruht das Hubersche hydraulische Hochdruck-Press- und -Prägeverfahren (s. Prägen). Ebenso erweisen sich z. B. häufig Versteinerungen (Ammoniten) durch Verschiebung der Gesteinsmassen ohne Aufhebung ihres Zusammenhanges beträchtlich deformiert, da der Gesteinsdruck das Auftreten von Rissen unmöglich machte. Im allgemeinen wird bei der Deformation der Kristalle (z. B. kristallinischer Metalle, wie Blei, Zinn, Messing, Eisen etc.) die Kristallstruktur gestört, doch gibt es auch zwei Fälle, in denen dies nicht eintritt, die Translation, wobei einfach eine Parallelverschiebung der Schichten längs Gleitflächen eintritt (z. B. bei Steinsalz), und die künstliche Zwillingsbildung, wobei während der Schiebung die Moleküle sich drehen und in Zwillingsstellung übergehen. Bei Deformation eines Aggregats von Kristallen (z. B. Eiskörner bei Gletschern) verschweißen zwei Kristalle, die in paralleler Stellung zusammentreffen, vollkommen fest zu einem, während nicht parallele leicht wieder auseinanderbrechen (Transkristallisation).

Unter Hämmerbarkeit versteht man die Fähigkeit eines Körpers, durch Hämmern oder Walzen in Bleche oder dünne Blätter ausgedehnt zu werden. Diese Flächendehnbarkeit kommt aus den dargelegten Gründen nicht immer mit der Längendehnbarkeit vereinigt vor; letztere ist die Fähigkeit eines Körpers, sich in Draht ausziehen zu lassen. Eisen ist im Drahtzug weit dehnbarer als unter dem Blechhammer; Blei und Zinn lassen sich zu dünnen Blättchen schlagen oder walzen, aber nicht zu Drähten ausziehen, was jedoch Platin wieder gestattet. Letzteres kann man gleichwohl nicht zu so dünnen Blechen verarbeiten wie Gold und Silber. Geringe Beimengungen eines fremden Stoffes und schnelles Erkalten vermindern zuweilen die Dehnbarkeit beträchtlich, ebenso das Hämmern, Walzen und Drahtziehen. Man muss deshalb die Metalle oft mehrmals erhitzen und an der Luft langsam abkühlen lassen, um das Zerreißen zu verhindern. Die Dehnbarkeit ist sehr abhängig von der Temperatur, und im allgemeinen wächst sie mit ihr.

Manche Metalle sind unter allen Bedingungen dehnbar, z. B. Platin, Gold, Silber, Kupfer; andere Körper sind bei gewöhnlicher Temperatur spröde und werden erst bei Wärmegraden, die dem Schmelzpunkt mehr oder weniger naheliegen, geschmeidig. Hierher gehören: Glas, Schellack, Wachs, dann Zink, Zinn, Bismut, Arsen etc. Reines Zink lässt sich bei gewöhnlicher Temperatur zu dünnen Blechen ausschmieden, ohne an den Kanten zu bersten. Das Zink des Handels ist dagegen spröder und bricht leicht; zwischen 100 und 150° aber lässt es sich schmieden, zu dünnen Blechen walzen und zu seinem Draht ausziehen. Bei 205° wird es wieder so spröde, dass es zu Pulver zerstoßen werden kann. Schwefelhaltiges Eisen ist bei gewöhnlicher Temperatur schmiedbar, in der Rotglühhitze aber spröde (rotbrüchiges Eisen). Andere Körper werden dehnbar, wenn sie Wasser einsaugen, z. B. tierische Häute, Leim, Gummi, Töpferton etc. Nach Réaumur kann 1 Unze (30 g) Gold, die als Würfel etwa 1 cm Seite hat, in eine Fläche von 14,5 qm ausgebreitet werden. Auf dem aus vergoldetem Silber hergestellten Draht der Lyoner Tressen beträgt die Dicke der Goldschicht nur 0,000012 mm und zeigt doch alle dem Gold eigentümlichen Merkmale. Wollaston hat Platindraht von 0,0008 mm Dicke gefertigt, und Becquerel Stahldraht bis zu einem Durchmesser von 1/30 mm ausgezogen, indem er seinen Stahldraht in ein dickeres Stück Silber einließ und dies zu möglichst feinem Draht auszog. – Plastizität der Gesteine, s. Gebirge.

Quelle: Meyers Großes Konversations-Lexikon, 6. Auflage 1905–1909

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