Bet kuri medžiaga turi fizinių, mechaninių, termofizinių, stiprumo, cheminių, hidrofizinių ir daug kitų savybių. Tačiau šiame straipsnyje mes konkrečiai analizuosime pirmąjį - fizines medžiagos savybes. Pateiksime apibrėžimą, konkrečiai išvardinkime, kas po jais paslėpta, taip pat išsamiai apibūdinkime kiekvieną ypatybę.
Apibrėžimas
Fizikinės medžiagos savybės – visos savybės, būdingos medžiagoms be cheminio poveikio.
Bet kokia medžiaga išlieka nepakitusi (savaime) esant vienai sąlygai – tol, kol nepakinta jos sudėtis, taip pat jos molekulių struktūra. Jei medžiaga yra nemolekulinė, jos sudėtis ir ryšys tarp atomų išlieka toks pat. Ir jau medžiagos fizikinių savybių ir kitų savybių skirtumai padeda atskirti iš jos susidedančius mišinius.
Taip pat svarbu žinoti, kad įvairių užpildų medžiagų fizinės savybės gali skirtis. Tarkime, terminis, elektrinis, mechaninis, fizinis, optinismedžiagos savybės priklauso nuo pasirinktos krypties kristale.
Termino pildymas
Fizikinės medžiagos savybės apima:
- Klampumas.
- Lydymosi temperatūra.
- Tankis.
- Virimo temperatūra.
- Šiluminis laidumas.
- Spalva.
- Nuoseklumas.
- Dielektrinis pralaidumas.
- Sugertis.
- Šilumos talpa.
- Problema.
- Radioaktyvumas.
- Induktyvumas.
- Garbanos.
- Elektros laidumas.
Ir fizines medžiagos savybes daugiausia apibūdina šios:
- Tankis.
- Tuštuma.
- Akytumas.
- Higroskopiškumas.
- Vandens pralaidumas.
- Drėgmės grąžinimas.
- Vandens sugėrimas.
- Atsparus orui.
- Atsparumas šalčiui.
- Šiluminė varža.
- Šiluminis laidumas.
- Antipirenas.
- Atsparumas ugniai.
- Atsparumas radiacijai.
- Cheminis atsparumas.
- Ilgalaikis.
Medžiagų fizinės, cheminės ir technologinės savybės yra vienodai svarbios. Tačiau pirmąją kategoriją panagrinėsime išsamiau. Pateiksime svarbiausių konstrukcinių medžiagų fizikinių savybių charakteristikas.
Tankis
Viena iš svarbiausių medžiagų mokslo savybių. Tankis skirstomas į tris kategorijas:
- Tiesa. Masė tūrio vienetuimedžiaga, kuri laikoma absoliučiai tankia.
- Vidutinis. Tai jau yra tūrio vieneto masė natūralioje medžiagos būsenoje (su poromis ir tuštumomis). Taigi, vidutinis gaminių iš tos pačios medžiagos tankis gali būti skirtingas – priklausomai nuo tuštumos ir poringumo.
- Masinis. Jis naudojamas birioms medžiagoms - tai smėlis, skalda, cementas. Tai miltelių ir granuliuotų medžiagų masės santykis su visu jų užimamu tūriu (tarpas tarp dalelių taip pat įtraukiamas į skaičiavimus).
Medžiagos tankis turi įtakos jos technologinėms savybėms – stiprumui, šilumos laidumui. Tai tiesiogiai priklausys nuo poringumo ir drėgmės. Didėjant drėgmei, tankis atitinkamai padidės. Tai taip pat yra būdingas rodiklis, leidžiantis nustatyti medžiagos ekonomiškumą.
Akytumas
Tarp fizinių, technologinių ir mechaninių medžiagų savybių poringumas nėra paskutinis. Tai yra produkto tūrio užpildymo poromis laipsnis.
Šiuo atveju poros yra mažiausios ląstelės, užpildytos vandeniu arba oru. Jie gali būti dideli arba maži, atviri arba uždari. Jei, pavyzdžiui, mažos poros užpildomos oru, tai padidina medžiagos šilumos izoliacijos savybes. Akytumo vertė padeda spręsti apie kitas svarbias charakteristikas – ilgaamžiškumą, stiprumą, vandens sugėrimą, tankį.
Atviros poros bendrauja ir su aplinka, ir tarpusavyje, gali būti dirbtinai užpildytos vandeniukai medžiaga panardinama į skystį. Paprastai kaitaliokite su uždaromis. Pavyzdžiui, garsą sugeriančiose medžiagose dirbtinai sukuriamas atviras poringumas ir perforacija – kad būtų intensyviau sugerta garso energija.
Uždarų porų pasiskirstymas ir dydis apibūdinamas taip:
- Integrinė porų tūrio pasiskirstymo tūrio vienetui kreivė išilgai jų spindulių.
- Diferencinė porų tūrio pasiskirstymo kreivė.
Tuštuma
Mes ir toliau svarstome fizines medžiagų savybes (tankį, atsparumą šalčiui ir kt.). Kitas yra tuštuma. Taip vadinamas tuštumų, susidarančių tarp atskirų birios, trupančios medžiagos grūdelių, skaičius. Tai skalda, smėlis ir kt.
Vandens pralaidumas
Vandens pralaidumas – tai medžiagos gebėjimas išleisti skystį, kai ji džiūsta, ir sugerti vandenį, kai ji šlapia.
Tirdami medžiagų fizines savybes, turite atkreipti dėmesį į tai, kad prisotinimas vandeniu gali vykti dviem būdais: veikiant medžiagai skystoje būsenoje arba veikiant tik jos garams..
Iš čia kyla dar dvi svarbios savybės – tai higroskopiškumas ir vandens sugėrimas.
Higroskopiškumas
Kaip ši fizinė medžiagų savybė nustatoma medžiagų moksle? Higroskopiškumas – gebėjimas sugerti vandens garus ir išlaikyti juos vidujedėl kapiliarų kondensacijos. Tai tiesiogiai priklauso nuo santykinės oro drėgmės ir temperatūros, medžiagos dydžio, įvairovės ir porų skaičiaus, jos pobūdžio.
Jei medžiaga savo paviršiumi aktyviai traukia vandens molekules, ji vadinama hidrofiline. Jei medžiaga, priešingai, atstumia juos nuo savęs, tada ji vadinama hidrofobine. Be to, kai kurios hidrofilinės medžiagos gerai tirpsta vandenyje, o hidrofobinės medžiagos atsparios vandeninės terpės poveikiui.
Vandens sugėrimas
Jei trumpai pakalbėtume apie statybinių medžiagų fizines savybes, negalima nepaminėti vandens sugėrimo – gebėjimo sulaikyti ir sugerti skystį. Savybei būdingas vandens tūris, kurį sugeria sausa medžiaga, kai ji visiškai panardinama į vandenį. Išreiškiamas masės (medžiagos) procentais.
Vandens sugėrimas bus mažesnis nei tikrasis produkto poringumas, nes tam tikras porų skaičius jame lieka uždarytas. Todėl tai skirsis nuo jų skaičiaus, apimties, atvirumo laipsnio. Medžiagos pobūdis, jos hidrofiliškumas taip pat turės įtakos vertei.
Dėl medžiagos prisotinimo vandeniu, kitos jos fizinės savybės kartais labai pasikeičia: padidėja šilumos laidumas ir tankis, padidėja tūris (būdinga moliui, medžiui), sumažėja stiprumas dėl ryšių tarp individų irimo. dalelės.
Drėgmės grąžinimas
Tai medžiagos savybė išleisti drėgmę į aplinką. Būdamas įjungtasoras, žaliavos ir gaminiai išlaiko drėgmę tik esant tam tikroms sąlygoms – esant santykinei pusiausvyros oro drėgmei. Jei indikatorius yra žemiau šios vertės, medžiaga pradeda išleisti drėgmę į atmosferą ir išdžiūti.
Šio proceso greitis priklauso nuo kelių veiksnių: nuo pačios medžiagos drėgmės ir oro drėgmės skirtumo (kuo jis didesnis, tuo intensyvesnis džiovinimas), nuo medžiagos savybių. pati – jos poringumas, prigimtis, hidrofobiškumas. Taigi, žaliava su didelėmis poromis, hidrofobinė, bus lengviau skysta nei hidrofilinė medžiaga su mažomis poromis.
Oro pasipriešinimas
Atsparumas orui – tai medžiagos gebėjimas ilgą laiką atlaikyti pakartotinį sistemingą džiovinimą ir drėkinimą neprarandant mechaninio tankio, taip pat be didelių deformacijų.
Kai kurios medžiagos pradeda brinkti, kai jos periodiškai sudrėkinamos, kai kurios susitraukia, kai kurios per daug deformuojasi. Pavyzdžiui, mediena patiria kintamų deformacijų. Dažnas drėgmės džiovinimas cementas linkęs skilti, trupėti.
Vandens pralaidumas
Tai fizinė savybė – medžiagų gebėjimas praleisti per jas esantį skystį. Jam būdingas vandens tūris, kuris per 1 valandą praeina 1 kvadratinį metrą. m medžiagos esant 1 MPa slėgiui.
Svarbu atkreipti dėmesį, kad yra ir visiškai vandeniui atsparių medžiagų. Tai plienas, bitumas, stiklas, pagrindinės plastikų rūšys.
Atsparumas šalčiui
Svarbi fizinė nuosavybė Rusijos realybėje. Taip vadinamas vandeniu prisotintos medžiagos gebėjimas atlaikyti pasikartojantį kintamą užšalimą ir atšildymą be reikšmingo stiprumo sumažėjimo ir matomų sunaikinimo požymių.
Šio proceso metu sunaikinimas dažnai atsiranda dėl to, kad užšalus vandens tūris padidėja apie 9%. Tuo pačiu metu didžiausias jo išsiplėtimas pereinant prie ledo stebimas -4 °C temperatūroje. Užpildant medžiagos poras vandeniu, jo išsiplėtimas ir užšalimas, porų sienelės patiria didelę žalą, dėl kurios medžiaga sunaikinama.
Atitinkamai, atsparumas šalčiui lems porų prisotinimo vandeniu laipsnį, jo tankį. Tai tankios medžiagos, kurios laikomos atspariomis šalčiui. Iš poringų šiai kategorijai galima priskirti tik tuos, kurie išsiskiria daugybe uždarų porų. Arba kurių poros yra ne daugiau kaip 90 % vandens.
Fizikinės savybės gali atspindėti svarbias medžiagų savybes. Kai kuriuos iš jų mes jau išsamiai aptarėme straipsnyje. Tai gebėjimas atlaikyti š altį, pakartotinį užpildymą vandeniu ir džiovinimą, išlaikyti, sugerti, išleisti skystį ir kitas svarbias savybes.
