Macht extreme Kälte **alles** extrem spröde?

Soweit ich mich erinnere, ja, bei ausreichend niedrigen Temperaturen wird alles spröde. Dies ist auf den Übergang von spröd zu duktil (BDT - oder manchmal umgekehrt als DBT, duktil zu...) zurückzuführen. Dieser Übergang ist temperaturabhängig (ua (Dehnungsrate ...)). Kann jede Zusammensetzung tatsächlich ausreichend niedrige Temperaturen erreichen oder haben einige eine Übergangstemperatur unter 0 K? Auch dies ist druck- und zustandsabhängig. Die BTD gilt auch für Feststoffe.

Beachten Sie jedoch, dass dichte Dinge sehr schwer zu brechen sind, wie eine Lammkeule oder eine Banane. Eine ausreichend gefrorene Banane (flüssiger Stickstoff) bricht, erfordert aber viel Kraft. Wenn Sie es einfach aus ein oder zwei Metern fallen lassen, wird es nicht zerbrechen. Es muss geworfen oder mit etwas Härterem getroffen werden. Ja, das habe ich versucht. Je größer es ist, desto mehr Kraft würde es erfordern. Ich kann jeden Felsbrocken für dich zerschmettern, aber vielleicht hast du nicht die Hammergröße, die ich bräuchte ...

Allerdings besteht das meiste biologische Material / Gewebe hauptsächlich aus Wasser, sodass das Einfrieren der genannten Beispiele zu einer Art Eis führen würde. Zumindest etwas, das sich ähnlich wie Eis verhalten sollte. Die DTB-Umstellung gilt allgemein, wie für Ihren Schreibtisch oder Computer.

Soweit ich weiß, ist der BTD-Übergang nicht vollständig verstanden. Ich glaube, ich habe meine Vorlesungsunterlagen nicht mehr, und es ist eine Weile her, seit ich einen Kurs dazu besucht habe, also würde ich mit Wikipedia beginnen, aber Sie würden bald in wissenschaftlichen Arbeiten landen, denke ich.

Sprödbruch ist im Wesentlichen auf einen direkten Bindungsbruch zurückzuführen, der zu einer Spaltung führt. Der duktile Bruch ist auf das Wachstum und die Koaleszenz von Mikroporen zurückzuführen. Temperatur Art von Karten zu Zeit und Informationsübertragung. Bei hohen Temperaturen bewegen sich Partikel/Versetzungen schneller und leichter als bei niedrigeren Temperaturen. Somit wandern Informationen (Spannung, Dehnung, ...) durch die Probe. Es bleibt mehr Zeit, sich zu bewegen und zu verschieben, um zu versuchen, den ausgeübten Stress oder die Belastung zu verringern. Es bleibt also Zeit, Mikrohohlräume und viel Dehnung zu bilden. Diese Hohlräume werden wachsen und sich schließlich mit benachbarten Hohlräumen verbinden, und so wird der Bruch fortschreiten.

Bei niedrigen Temperaturen haben viele oder alle duktilen Mechanismen keine Zeit, ins Spiel zu kommen, und im Extremfall wird der Bruch lokal durch das Brechen der schwächsten Bindungen vorangetrieben.

In der DTB-Übergangszone sind beide Mechanismen vorhanden. Da diese Mechanismen sehr grundlegend und allgemein sind, denke ich, dass jedes Material einen solchen Übergang durchlaufen sollte (unter der Annahme einer Übergangstemperatur über 0 K). Natürlich mit unterschiedlicher Bruchzähigkeit und ... "Zerbrechlichkeit".

Hinweis: Dies sind bestenfalls fundierte Vermutungen, ich habe dazu keine Berechnungen oder Simulationen durchgeführt.

@MaxWilliams Erstens wäre diese Person bereits tot, da alle Körperfunktionen aufgehört hätten, aber das ist für die Frage nicht wirklich relevant.

Nun, eine Person ist ziemlich groß, also würde man viel Energie brauchen, am besten konzentriert. Sprengstoff würde es tun (und andere Dinge), aber Sie haben nach Handfeuerwaffen gefragt. Ich kann mir realistischerweise keine Pistole vorstellen, die dies tut. Ein Punkt ist, dass ich denke, dass die Energie der Kugel in dem dichten Körper zerstreut würde.

Ein weiterer Punkt ist, dass die Form einer Person ziemlich gestreckt (nicht kugelförmig) ist, also was Sie verlangen, sind Bindungen, die sich relativ leicht lösen und Energie transversal verteilen. Ich gehe von einem Torsoschuss aus. Vielleicht könnte eine extrem starke Pistole ganz durchdringen, vielleicht würde eine Hohlspitze oder eine speziell konstruierte Kugel mehr Explosionsschaden verursachen, aber am Ende denke ich, dass das Ziel durchaus mit einer Steinstatue (vielleicht Eis) vergleichbar ist, und ich glaube nicht, dass das so leicht kaputt gehen würde. Definitiv nicht wie im Kino.

Viele organische Substanzen werden bei der Temperatur von flüssigem Stickstoff spröde, aber es gibt noch viele Materialoptionen für z. B. Vakuumdichtungen, Rohre, Behälter usw., die dies nicht sind. Tatsächlich haben wir ganze Raketentreibstoffsysteme bei der Temperatur von flüssigem Wasserstoff konstruiert, die die meisten ihrer mechanischen Eigenschaften beibehalten. Wenn Sie weiter nach unten gehen, bleibt Helium über einem Druck von 2,5 MPa (25 bar) sogar nahe dem absoluten Nullpunkt flüssig. Offensichtlich kann eine Flüssigkeit nicht zerbrechen, also reicht es nicht aus, die Temperatur zu senken, um „alles“ zerbrechen zu lassen.

Was den Bösewicht in Filmen betrifft ... er war fertig, als sein Körper unter 0 Grad C gefroren war, der Rest ist natürlich nur ein Filmwitz.

Dinge wie Blumen und Lammkeulen werden spröde, weil ein großer Teil des darin enthaltenen Wassers enthalten ist. Wasser gefriert beim Abkühlen zu Eis, das spröde ist. Sprödigkeit hängt im Wesentlichen mit der Richtung chemischer Bindungen zusammen. Materialien, die durch stärker gerichtete Bindungen gebildet werden, neigen dazu, spröder zu sein. Inzwischen sind sie tendenziell härter.

Tolle Antwort hier gefunden :

Duktiles und sprödes Versagen von Materialien

Wenn ein Gegenstand einer Spannung ausgesetzt wird, verformt er sich, dh ändert seine Form und/oder Größe. Diese Verformung wird als elastisch bezeichnet, wenn das Objekt nach dem Entfernen der aufgebrachten Spannung in seine ursprüngliche Form zurückkehrt. Eine dauerhafte Verformung wird als plastische Verformung bezeichnet.

Alle Materialien lassen sich nur begrenzt elastisch verformen, danach setzt entweder eine plastische Verformung ein oder das Material bricht.

Materialien, die ohne plastische Verformung brechen, werden als spröde Materialien bezeichnet. Beispiele umfassen Glas und die meisten anderen keramischen Materialien.

Duktile Materialien werden vor dem Bruch plastisch verformt. Beispiele sind Aluminium, Kupfer, Stahl und viele Metalle sowie Polyethylen, Nylon und viele andere Polymere.

Eine Reihe von Faktoren bestimmen, ob sich ein Material duktil oder spröde verhält. Zu diesen Faktoren gehören

• Die Struktur und Zusammensetzung des Materials, dh aus welchen Atomen besteht das Material, wie sind sie miteinander verbunden, gibt es Verunreinigungen usw.

• Die Rate, mit der das Material verformt wird

• Die Temperatur, bei der das Material verformt wird

Im Allgemeinen begünstigen hohe Verformungsgeschwindigkeiten und niedrige Temperaturen den Sprödbruch. Sprödes Versagen tritt normalerweise sehr schnell auf und kann katastrophal sein. Viele Materialien, die bei hohen Temperaturen duktil sind, werden spröde, wenn sie unter eine kritische Temperatur abgekühlt werden. Diese Temperatur wird für Metalle als Übergangstemperatur von duktil zu spröde (DBTT) und für Polymere als Glasübergangstemperatur (Tg) bezeichnet.