عوامل مؤثر بر الاستیسیته

عوامل مؤثر بر الاستیسیته مواد به دو دسته عوامل ماکروسکوپی و میکروسکوپی تقسیم می‌شوند. حضور شکستگی‌ها در مواد همسانگرد باعث تغییر مدول یانگ و مدول برشی در راستای عمود بر سطح گسستگی می‌شود. با افزایش چگالی شکستگی‌ها، مقدار هر یک از این مدول‌ها کاهش می‌یابد. این مسئله بیانگر شکننده‌تر شدن یک جسم در اثر حضور ناپیوستگی است (عوامل ماکروسکوپی).

به طور کلی، رابطه بین تنش و کرنش مواد در مقیاس میکروسکوپی توسط یک کمیت ترمودینامیکی به نام «انرژی آزاد هلمولتز» (Helmholtz Free Energy) کنترل می‌شود. جای‌گیری مولکول‌ها در پیکربندی در جهت به حداقل رساندن انرژی آزاد است. نحوه جای‌گیری مولکول‌ها به محدودیت‌های ناشی از ساختار آن‌ها و غالب بودن انرژی یا آنتروپی بر انرژی آزاد بستگی دارد. با توجه به این موارد، مواد به دو دسته کلی «انرژی-الاستیک» (Energy-Elastic) و «آنتروپی-الاستیک» (Entropy-Elastic) تقسیم‌بندی می‌شوند. به این ترتیب، عوامل میکروسکوپی مؤثر بر انرژی آزاد نظیر فاصله تعادلی بین مولکول‌ها می‌توانند بر روی الاستیسیته مواد تأثیرگذار باشند. به عنوان مثال، با افزایش فاصله تعادلی بین مولکول‌های مواد معدنی در دمای 0 کلوین، مدول حجمی آن‌ها کاهش می‌یابد.

دما، یکی دیگر عوامل مهم در الاستیسیته مواد به حساب می‌آید. نادیده گرفتن تأثیر دما بر روی این خاصیت کار دشواری است زیرا عوامل زیادی با این پارامتر در ارتباط هستند. به عنوان مثال، مدول حجمی یک ماده به شکل شبکه، رفتار آن در هنگام انبساط و همچنین ارتعاش مولکول‌ها وابسته است و تمام این عوامل به دما بستگی دارند.

 

 

 

به مقاومت یک جسم در برابر تغییر شکل‌های ناشی از اعمال نیرو و بازگشت به شکل و اندازه اولیه پس از حذف نیرو، خاصیت «الاستیسیته» (Elasticity) گفته می‌شود. نام این خاصیت، از واژه یونانی «الاستوس» (elastós) به معنای ماده قابل کشش (ارتجاعی) گرفته شده است. الاستیسیته، با عناوین دیگری نظیر خاصیت کشسانی، ارتجاعی یا کشایندی نیز شناخته می‌شود.