Οποιοδήποτε από τα υλικά έχει φυσικές, μηχανικές, θερμοφυσικές, αντοχής, χημικές, υδροφυσικές και πολλές άλλες ιδιότητες. Αλλά σε αυτό το άρθρο θα αναλύσουμε συγκεκριμένα το πρώτο - τις φυσικές ιδιότητες του υλικού. Ας δώσουμε έναν ορισμό, ας απαριθμήσουμε συγκεκριμένα τι κρύβεται κάτω από αυτά και ας περιγράψουμε επίσης λεπτομερώς καθεμία από τις ιδιότητες.
Ορισμός
Φυσικές ιδιότητες ενός υλικού - όλες οι ιδιότητες που είναι εγγενείς σε ουσίες χωρίς χημική δράση σε αυτές.
Οποιοδήποτε υλικό παραμένει αμετάβλητο (από μόνο του) υπό μία προϋπόθεση - εφόσον η σύστασή του είναι αμετάβλητη, καθώς και η δομή των μορίων του. Εάν η ουσία είναι μη μοριακή, η σύνθεσή της και ο δεσμός μεταξύ των ατόμων παραμένουν οι ίδιοι. Και ήδη οι διαφορές στις φυσικές ιδιότητες και άλλα χαρακτηριστικά του υλικού βοηθούν στον διαχωρισμό των μιγμάτων που αποτελούνται από αυτό.
Είναι επίσης σημαντικό να γνωρίζουμε ότι οι φυσικές ιδιότητες ενός υλικού μπορεί να είναι διαφορετικές για τα διάφορα αδρανή υλικά του. Πείτε θερμική, ηλεκτρική, μηχανική, φυσική, οπτικήοι ιδιότητες της ύλης εξαρτώνται από την επιλεγμένη κατεύθυνση στον κρύσταλλο.
Συμπλήρωση όρου
Οι φυσικές ιδιότητες της ύλης περιλαμβάνουν:
- Ιξώδες.
- Σημείο τήξης.
- Πυκνότητα.
- Σημείο βρασμού.
- Θερμική αγωγιμότητα.
- Χρώμα.
- Συνέπεια.
- Διηλεκτρική διαπερατότητα.
- Απορρόφηση.
- Θερμοχωρητικότητα.
- Τεύχος.
- Ραδιενέργεια.
- επαγωγή.
- Curl.
- Ηλεκτρική αγωγιμότητα.
Και οι φυσικές ιδιότητες του υλικού αντιπροσωπεύονται κυρίως από τα ακόλουθα:
- Πυκνότητα.
- Κενότητα.
- Porosity.
- Υγροσκοπικότητα.
- υδατοπερατότητα.
- Επιστροφή υγρασίας.
- Απορρόφηση νερού.
- Αέρα ανθεκτικό.
- Αντοχή στον παγετό.
- Θερμική αντίσταση.
- Θερμική αγωγιμότητα.
- επιβραδυντικό πυρκαγιάς.
- Refractoriness.
- Αντοχή στην ακτινοβολία.
- Χημική αντοχή.
- Durability.
Οι φυσικές, χημικές και τεχνολογικές ιδιότητες των υλικών είναι εξίσου σημαντικές. Θα αναλύσουμε όμως την πρώτη κατηγορία με περισσότερες λεπτομέρειες. Ας παρουσιάσουμε τα χαρακτηριστικά των πιο σημαντικών φυσικών ιδιοτήτων των δομικών υλικών.
Πυκνότητα
Μία από τις πιο σημαντικές ιδιότητες στην επιστήμη των υλικών. Η πυκνότητα χωρίζεται σε τρεις κατηγορίες:
- Αλήθεια. Μάζα ανά μονάδα όγκουυλικό που θεωρείται απολύτως πυκνό.
- Μέση. Αυτή είναι ήδη η μάζα μιας μονάδας όγκου στη φυσική κατάσταση του υλικού (με πόρους και κενά). Έτσι, η μέση πυκνότητα προϊόντων από το ίδιο υλικό μπορεί να είναι διαφορετική - ανάλογα με το κενό και το πορώδες.
- Μαζική. Χρησιμοποιείται για χαλαρά υλικά - είναι άμμος, θρυμματισμένη πέτρα, τσιμέντο. Αυτή είναι η αναλογία της μάζας των κονιοποιημένων και κοκκωδών υλικών προς ολόκληρο τον όγκο που καταλαμβάνουν (ο χώρος μεταξύ των σωματιδίων περιλαμβάνεται επίσης στους υπολογισμούς).
Η πυκνότητα του υλικού επηρεάζει τα τεχνολογικά χαρακτηριστικά του - αντοχή, θερμική αγωγιμότητα. Θα εξαρτηθεί άμεσα από το πορώδες και την υγρασία. Με την αύξηση της υγρασίας, αντίστοιχα, η πυκνότητα θα αυξηθεί. Αυτός είναι επίσης ένας χαρακτηριστικός δείκτης για τον προσδιορισμό της οικονομικής απόδοσης του υλικού.
Porosity
Μεταξύ των φυσικών, τεχνολογικών και μηχανικών ιδιοτήτων των υλικών, το πορώδες δεν είναι το τελευταίο. Αυτός είναι ο βαθμός πλήρωσης του όγκου του προϊόντος με πόρους.
Σε αυτό το πλαίσιο, οι πόροι είναι τα μικρότερα κύτταρα που είναι γεμάτα με νερό ή αέρα. Μπορούν να είναι μεγάλα ή μικρά, ανοιχτά ή κλειστά. Εάν οι μικροί πόροι, για παράδειγμα, γεμίσουν με αέρα, αυτό αυξάνει τις θερμομονωτικές ιδιότητες του υλικού. Η τιμή του πορώδους βοηθά να κριθούν άλλα σημαντικά χαρακτηριστικά - ανθεκτικότητα, αντοχή, απορρόφηση νερού, πυκνότητα.
Οι ανοιχτοί πόροι επικοινωνούν τόσο με το περιβάλλον όσο και μεταξύ τους, μπορούν να γεμίσουν τεχνητά με νερόόταν το υλικό βυθιστεί σε υγρό. Συνήθως εναλλάσσονται με κλειστά. Στα ηχοαπορροφητικά υλικά, για παράδειγμα, δημιουργείται τεχνητά ανοιχτό πορώδες και διάτρηση - για πιο έντονη απορρόφηση ηχητικής ενέργειας.
Η κατανομή και το μέγεθος κλειστών πόρων χαρακτηρίζονται ως εξής:
- Ολοκληρωμένη καμπύλη κατανομής όγκου πόρων ανά μονάδα όγκου κατά μήκος των ακτίνων τους.
- Καμπύλη κατανομής διαφορικού όγκου πόρων.
Κενότητα
Συνεχίζουμε να εξετάζουμε τις φυσικές ιδιότητες των υλικών (πυκνότητα, αντοχή στον παγετό και άλλα). Το επόμενο είναι το κενό. Αυτό είναι το όνομα του αριθμού των κενών που σχηματίζονται μεταξύ μεμονωμένων κόκκων χαλαρού, εύθρυπτου υλικού. Αυτό είναι θρυμματισμένη πέτρα, άμμος κ.λπ.
υδατοπερατότητα
Η διαπερατότητα στο νερό είναι η ικανότητα ενός υλικού να απελευθερώνει υγρό όταν στεγνώνει και να απορροφά νερό όταν είναι υγρό.
Κατά τη μελέτη των φυσικών ιδιοτήτων των υλικών, πρέπει να δώσετε προσοχή στο γεγονός ότι ο κορεσμός με νερό μπορεί να γίνει με δύο τρόπους: όταν εκτίθεται σε μια ουσία σε υγρή κατάσταση ή όταν εκτίθεται μόνο στους ατμούς της.
Από εδώ προέρχονται δύο άλλες σημαντικές ιδιότητες - αυτή είναι η υγροσκοπικότητα και η απορρόφηση νερού.
Υγροσκοπικότητα
Πώς προσδιορίζεται αυτή η φυσική ιδιότητα των υλικών στην επιστήμη των υλικών; Υγροσκοπικότητα - η ικανότητα να απορροφά τους υδρατμούς και να τους διατηρεί μέσαλόγω τριχοειδούς συμπύκνωσης. Εξαρτάται άμεσα από τη σχετική υγρασία και τη θερμοκρασία του αέρα, το μέγεθος, την ποικιλία και τον αριθμό των πόρων της ουσίας, τη φύση της.
Αν ένα υλικό έλκει ενεργά μόρια νερού με την επιφάνειά του, τότε ονομάζεται υδρόφιλο. Αν το υλικό, αντίθετα, τα απωθεί από τον εαυτό του, τότε ονομάζεται υδρόφοβο. Επιπλέον, ορισμένα υδρόφιλα υλικά είναι πολύ διαλυτά στο νερό, ενώ τα υδρόφοβα υλικά αντιστέκονται στις επιδράσεις των υδατικών μέσων.
Απορρόφηση νερού
Αν μιλήσουμε εν συντομία για τις φυσικές ιδιότητες των δομικών υλικών, δεν μπορούμε να μην αναφέρουμε την απορρόφηση νερού - την ικανότητα συγκράτησης και απορρόφησης υγρών. Η ιδιότητα χαρακτηρίζεται από τον όγκο του νερού που απορροφάται από ένα ξηρό υλικό όταν είναι πλήρως βυθισμένο στο νερό. Εκφράζεται ως ποσοστό της μάζας (υλικό).
Η απορρόφηση νερού θα είναι μικρότερη από το πραγματικό πορώδες του προϊόντος, καθώς ένας συγκεκριμένος αριθμός πόρων σε αυτό παραμένει κλειστός. Ως εκ τούτου, θα διαφέρει από τον αριθμό, τον όγκο, τον βαθμό ανοίγματός τους. Η φύση του υλικού, η υδροφιλία του θα επηρεάσουν επίσης την τιμή.
Ως αποτέλεσμα του κορεσμού του υλικού με νερό, οι άλλες φυσικές του ιδιότητες μερικές φορές αλλάζουν σημαντικά: η θερμική αγωγιμότητα και η πυκνότητα αυξάνεται, ο όγκος αυξάνεται (συνήθης για πηλό, ξύλο), η αντοχή μειώνεται λόγω της διάσπασης των δεσμών μεταξύ των ατόμων. σωματίδια.
Επιστροφή υγρασίας
Αυτή είναι η ικανότητα ενός υλικού να απελευθερώνει υγρασία στο περιβάλλον. Όντας επάνωο αέρας, οι πρώτες ύλες και τα προϊόντα διατηρούν την υγρασία τους μόνο υπό ορισμένες συνθήκες - σε σχετική υγρασία αέρα ισορροπίας. Εάν ο δείκτης είναι κάτω από αυτήν την τιμή, τότε το υλικό αρχίζει να απελευθερώνει υγρασία στην ατμόσφαιρα, να στεγνώνει.
Η ταχύτητα αυτής της διαδικασίας εξαρτάται από πολλούς παράγοντες: από τη διαφορά μεταξύ της υγρασίας του ίδιου του υλικού και της υγρασίας του αέρα (όσο μεγαλύτερη είναι, τόσο πιο έντονη είναι η ξήρανση), από τις ιδιότητες του υλικού η ίδια - το πορώδες, η φύση, η υδροφοβία του. Έτσι, μια πρώτη ύλη με μεγάλους πόρους, υδρόφοβη θα είναι ευκολότερο να δώσει υγρό από ένα υδρόφιλο υλικό, με μικρούς πόρους.
Αντίσταση αέρα
Η αντίσταση του αέρα είναι η ικανότητα ενός υλικού να αντέχει το επαναλαμβανόμενο συστηματικό στέγνωμα και ύγρανση για μεγάλο χρονικό διάστημα χωρίς απώλεια της μηχανικής του πυκνότητας, καθώς και χωρίς σημαντική παραμόρφωση.
Μερικά υλικά αρχίζουν να διογκώνονται όταν υγραίνονται περιοδικά, μερικά συρρικνώνονται, μερικά παραμορφώνονται πάρα πολύ. Το ξύλο, για παράδειγμα, υπόκειται σε εναλλασσόμενες παραμορφώσεις. Το τσιμέντο με συχνή ξήρανση με υγρασία τείνει να διασπάται, να θρυμματίζεται.
υδατοπερατότητα
Αυτή είναι μια φυσική ιδιότητα - η ικανότητα των υλικών να περνούν υγρό υπό πίεση μέσα από αυτά. Χαρακτηρίζεται από τον όγκο του νερού, ο οποίος διέρχεται από 1 τετραγωνικό μέτρο σε 1 ώρα. m υλικού υπό πίεση 1 MPa.
Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι υπάρχουν και εντελώς αδιάβροχα υλικά. Αυτά είναι χάλυβας, άσφαλτος, γυαλί, τα κύρια είδη πλαστικών.
Αντοχή στον παγετό
Μια σημαντική φυσική ιδιότητα στη ρωσική πραγματικότητα. Αυτό είναι το όνομα της ικανότητας ενός υλικού κορεσμένου με νερό να αντέχει την επαναλαμβανόμενη εναλλασσόμενη κατάψυξη και απόψυξη χωρίς σημαντική μείωση της αντοχής, την εμφάνιση ορατών σημαδιών καταστροφής.
Η καταστροφή κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας οφείλεται συχνά στο γεγονός ότι κατά την κατάψυξη, το νερό αυξάνει τον όγκο του κατά περίπου 9%. Ταυτόχρονα, η μεγαλύτερη διαστολή του κατά τη μετάβαση στον πάγο παρατηρείται στους -4 °C. Κατά την πλήρωση των πόρων του υλικού με νερό, τη διαστολή και την κατάψυξή του, τα τοιχώματα των πόρων υφίστανται σημαντική βλάβη, η οποία οδηγεί στην καταστροφή του υλικού.
Αντίστοιχα, η αντοχή στον παγετό θα καθορίσει τον βαθμό κορεσμού των πόρων με νερό, την πυκνότητά του. Είναι πυκνά υλικά που θεωρούνται ανθεκτικά στον παγετό. Από τα πορώδη, μόνο αυτά που διακρίνονται από μεγάλη παρουσία κλειστών πόρων μπορούν να αποδοθούν σε αυτή την κατηγορία. Ή των οποίων οι πόροι δεν είναι περισσότερο από 90% γεμάτοι με νερό.
Οι φυσικές ιδιότητες μπορεί να αντιπροσωπεύουν σημαντικές ικανότητες των υλικών. Μερικά από αυτά έχουμε ήδη συζητήσει λεπτομερώς στο άρθρο. Αυτή είναι η ικανότητα να αντέχει το κρύο, επαναλαμβανόμενο γέμισμα με νερό και το στέγνωμα, να συγκρατεί, να απορροφά, να απελευθερώνει υγρά και άλλα σημαντικά χαρακτηριστικά.
