Naisip mo na ba kung ano ang mahiwagang amorphous substance? Sa istraktura, naiiba sila mula sa parehong solid at likido. Ang katotohanan ay ang mga naturang katawan ay nasa isang espesyal na condensed state, na mayroon lamang short-range order. Ang mga halimbawa ng amorphous substance ay resin, salamin, amber, goma, polyethylene, polyvinyl chloride (aming mga paboritong plastik na bintana), iba't ibang polymer, at iba pa. Ito ay mga solido na walang kristal na sala-sala. Kasama rin sa mga ito ang sealing wax, iba't ibang adhesive, ebonite at plastic.
Hindi pangkaraniwang katangian ng mga amorphous substance
Sa panahon ng paghahati, ang mga mukha ay hindi nabubuo sa mga amorphous na katawan. Ang mga particle ay ganap na random at nasa malapit na distansya sa isa't isa. Maaari silang maging parehong makapal at malapot. Paano sila naaapektuhan ng mga panlabas na impluwensya? Sa ilalim ng impluwensya ng iba't ibang temperatura, ang mga katawan ay nagiging likido, tulad ng mga likido, at sa parehong oras ay medyo nababanat. Sa kaso kapag ang panlabas na epekto ay hindi magtatagal, ang mga sangkap ng isang amorphous na istraktura ay maaaring masira sa mga piraso na may isang malakas na suntok. mahabapanlabas na impluwensya ang nagiging dahilan upang sila ay dumaloy.
Sumubok ng kaunting eksperimento sa resin sa bahay. Ilagay ito sa matigas na ibabaw at mapapansin mo na nagsisimula itong dumaloy nang maayos. Tama, ito ay isang amorphous substance! Ang bilis ay depende sa mga tagapagpahiwatig ng temperatura. Kung ito ay napakataas, ang dagta ay magsisimulang kumalat nang mas mabilis.
Ano pa ang tipikal para sa gayong mga katawan? Maaari silang kumuha ng anumang anyo. Kung ang mga amorphous na sangkap sa anyo ng mga maliliit na particle ay inilalagay sa isang sisidlan, halimbawa, sa isang pitsel, pagkatapos ay kukuha din sila ng anyo ng isang sisidlan. Ang mga ito ay isotropic din, ibig sabihin, nagpapakita sila ng parehong pisikal na katangian sa lahat ng direksyon.
Pagtunaw at paglipat sa ibang mga estado. Metal at salamin
Ang amorphous na estado ng matter ay hindi nagpapahiwatig ng pagpapanatili ng anumang partikular na temperatura. Sa mababang rate, ang mga katawan ay nag-freeze, sa mataas na rate, natutunaw sila. Sa pamamagitan ng paraan, ang antas ng lagkit ng naturang mga sangkap ay nakasalalay din dito. Ang mababang temperatura ay nakakatulong sa pagbawas ng lagkit, mataas na temperatura, sa kabaligtaran, pataasin ito.
Para sa mga sangkap ng amorphous na uri, isa pang tampok ang maaaring makilala - ang paglipat sa mala-kristal na estado, at kusang-loob. Bakit ito nangyayari? Ang panloob na enerhiya sa isang mala-kristal na katawan ay mas mababa kaysa sa isang walang hugis. Makikita natin ito sa halimbawa ng mga produktong salamin - sa paglipas ng panahon, nagiging maulap ang mga salamin.
Metal glass - ano ito? Maaaring alisin ang metal mula sa kristal na sala-salasa panahon ng pagtunaw, iyon ay, upang gawing malasalamin ang isang sangkap ng isang amorphous na istraktura. Sa panahon ng solidification sa ilalim ng artipisyal na paglamig, ang kristal na sala-sala ay nabuo muli. Ang amorphous na metal ay may kamangha-manghang paglaban sa kaagnasan. Halimbawa, ang isang katawan ng kotse na ginawa mula dito ay hindi nangangailangan ng iba't ibang mga coatings, dahil hindi ito sasailalim sa kusang pagkasira. Ang amorphous substance ay isang katawan na ang atomic na istraktura ay may hindi pa nagagawang lakas, na nangangahulugan na ang isang amorphous na metal ay maaaring gamitin sa ganap na anumang sektor ng industriya.
Crystal na istraktura ng mga substance
Upang maging mahusay sa mga katangian ng mga metal at magawang magtrabaho sa kanila, kailangan mong magkaroon ng kaalaman tungkol sa kristal na istraktura ng ilang mga sangkap. Ang produksyon ng mga produktong metal at ang larangan ng metalurhiya ay hindi magkakaroon ng ganoong pag-unlad kung ang mga tao ay walang tiyak na kaalaman tungkol sa mga pagbabago sa istruktura ng mga haluang metal, mga teknolohikal na pamamaraan at mga katangian ng pagpapatakbo.
Ang apat na estado ng bagay
Kilalang-kilala na mayroong apat na estado ng pagsasama-sama: solid, likido, gas, plasma. Ang mga solidong amorphous na sangkap ay maaari ding maging mala-kristal. Sa ganitong istraktura, ang spatial periodicity sa pag-aayos ng mga particle ay maaaring maobserbahan. Ang mga particle na ito sa mga kristal ay maaaring magsagawa ng pana-panahong paggalaw. Sa lahat ng mga katawan na naobserbahan natin sa isang gas o likidong estado, mapapansin ng isa ang paggalaw ng mga particle sa anyo ng isang magulong disorder. Mga amorphous na solid (tulad ng mga metal sacondensed state: ebonite, glass products, resins) ay maaaring tawaging frozen-type na likido, dahil kapag nagbago ang hugis nito, mapapansin mo ang katangiang katangian gaya ng lagkit.
Ang pagkakaiba sa pagitan ng mga amorphous na katawan mula sa mga gas at likido
Mga pagpapakita ng plasticity, elasticity, hardening sa panahon ng deformation ay katangian ng maraming katawan. Ang mga kristal at amorphous na sangkap ay may mga katangiang ito sa mas malaking lawak, habang ang mga likido at gas ay wala. Ngunit sa kabilang banda, makikita mo na nag-aambag sila sa isang nababanat na pagbabago sa volume.
Crystalline at amorphous substance. Mekanikal at pisikal na katangian
Ano ang crystalline at amorphous substance? Tulad ng nabanggit sa itaas, ang amorphous ay maaaring tawaging mga katawan na may malaking koepisyent ng lagkit, at sa ordinaryong temperatura ang kanilang pagkalikido ay imposible. Ngunit ang mataas na temperatura, sa kabaligtaran, ay nagpapahintulot sa kanila na maging tuluy-tuloy, tulad ng isang likido.
Crystal-type substance ay tila ganap na naiiba. Ang mga solidong ito ay maaaring magkaroon ng sariling punto ng pagkatunaw depende sa panlabas na presyon. Ang pagkuha ng mga kristal ay posible kung ang likido ay pinalamig. Kung hindi ka gumawa ng ilang mga hakbang, maaari mong mapansin na ang iba't ibang mga sentro ng pagkikristal ay nagsisimulang lumitaw sa likidong estado. Sa lugar na nakapalibot sa mga sentrong ito, nangyayari ang pagbuo ng isang solid. Ang napakaliit na mga kristal ay nagsisimulang pagsamahin sa isa't isa sa isang random na pagkakasunud-sunod, at ang isang tinatawag na polycrystal ay nakuha. Ang ganoong katawan ayisotropic.
Mga katangian ng mga sangkap
Ano ang tumutukoy sa pisikal at mekanikal na katangian ng mga katawan? Ang mga bono ng atom ay mahalaga, tulad ng uri ng istraktura ng kristal. Ang mga ionic na kristal ay nailalarawan sa pamamagitan ng mga ionic bond, na nangangahulugang isang maayos na paglipat mula sa isang atom patungo sa isa pa. Sa kasong ito, ang pagbuo ng mga positibo at negatibong sisingilin na mga particle. Maaari nating obserbahan ang ionic bond sa isang simpleng halimbawa - ang mga katangiang ito ay katangian ng iba't ibang mga oksido at asin. Ang isa pang tampok ng mga ionic na kristal ay ang mababang kondaktibiti ng init, ngunit ang pagganap nito ay maaaring tumaas nang husto kapag pinainit. Sa mga node ng crystal lattice, makikita mo ang iba't ibang molekula na nakikilala sa pamamagitan ng malalakas na atomic bond.
Maraming mineral na makikita natin saanman sa kalikasan ay may kristal na istraktura. At ang amorphous na estado ng bagay ay likas din sa purong anyo nito. Sa kasong ito lamang, ang katawan ay isang bagay na walang anyo, ngunit ang mga kristal ay maaaring magkaroon ng anyo ng pinakamagandang polyhedra na may patag na mukha, gayundin ang bumubuo ng mga bagong solidong katawan na may kamangha-manghang kagandahan at kadalisayan.
Ano ang mga kristal? Amorphous-crystalline na istraktura
Ang hugis ng naturang mga katawan ay pare-pareho para sa isang tiyak na koneksyon. Halimbawa, ang beryl ay palaging mukhang isang hexagonal prism. Gumawa ng isang maliit na eksperimento. Kumuha ng isang maliit na kristal ng cubic s alt (bola) at ilagay ito sa isang espesyal na solusyon bilang puspos hangga't maaari sa parehong asin. Sa paglipas ng panahon, mapapansin mo na ang katawan na ito ay nanatiling hindi nagbabago - muli itong nakuhaang hugis ng isang kubo o bola, na likas sa mga kristal ng asin.
Ang Amorphous-crystalline substance ay mga katawan na maaaring maglaman ng parehong amorphous at crystalline na mga phase. Ano ang nakakaimpluwensya sa mga katangian ng mga materyales ng naturang istraktura? Pangunahing iba't ibang ratio ng mga volume at iba't ibang pag-aayos na may kaugnayan sa bawat isa. Ang mga karaniwang halimbawa ng naturang mga sangkap ay mga materyales mula sa keramika, porselana, salamin-ceramic. Mula sa talahanayan ng mga katangian ng mga materyales na may isang amorphous-crystalline na istraktura, nalalaman na ang porselana ay naglalaman ng maximum na porsyento ng bahagi ng salamin. Ang mga numero ay nagbabago sa pagitan ng 40-60 porsyento. Makikita natin ang pinakamababang nilalaman sa halimbawa ng paghahagis ng bato - mas mababa sa 5 porsyento. Kasabay nito, magkakaroon ng mas mataas na pagsipsip ng tubig ang mga ceramic tile.
Tulad ng alam mo, ang mga pang-industriya na materyales gaya ng porselana, ceramic tile, stone casting at glass-ceramics ay mga amorphous-crystalline substance, dahil naglalaman ang mga ito ng glassy phase at kasabay ng mga kristal sa kanilang komposisyon. Kasabay nito, dapat tandaan na ang mga katangian ng mga materyales ay hindi nakasalalay sa nilalaman ng mga bahagi ng salamin sa loob nito.
Amorphous metals
Ang paggamit ng mga amorphous substance ay pinaka-aktibong isinasagawa sa larangan ng medisina. Halimbawa, ang mabilis na pinalamig na metal ay aktibong ginagamit sa operasyon. Salamat sa mga pag-unlad na nauugnay dito, maraming tao ang nakagalaw nang nakapag-iisa pagkatapos ng matinding pinsala. Ang bagay ay ang sangkap ng isang amorphous na istraktura ay isang mahusay na biomaterial para sa pagtatanim sa mga buto. Natanggapang mga espesyal na turnilyo, plato, pin, pin ay ipinakilala sa kaso ng malubhang bali. Noong nakaraan, ang bakal at titan ay ginamit para sa mga naturang layunin sa operasyon. Nang maglaon lamang ay napansin na ang mga amorphous na sangkap ay nabubulok nang napakabagal sa katawan, at ang kamangha-manghang pag-aari na ito ay ginagawang posible para sa mga tisyu ng buto na mabawi. Pagkatapos, ang substance ay pinalitan ng buto.
Paggamit ng mga amorphous substance sa metrology at precision mechanics
Ang eksaktong mekanika ay nakabatay nang eksakto sa katumpakan, at samakatuwid ito ay tinatawag na gayon. Ang isang partikular na mahalagang papel sa industriyang ito, pati na rin sa metrology, ay ginagampanan ng mga ultra-tumpak na tagapagpahiwatig ng mga instrumento sa pagsukat; ito ay maaaring makamit sa pamamagitan ng paggamit ng mga amorphous na katawan sa mga device. Salamat sa mga tumpak na sukat, isinasagawa ang laboratoryo at siyentipikong pananaliksik sa mga institute sa larangan ng mekanika at pisika, nakakakuha ng mga bagong gamot, at napabuti ang kaalamang siyentipiko.
Polymers
Ang isa pang halimbawa ng paggamit ng amorphous substance ay polymers. Maaari silang dahan-dahang magbago mula sa isang solid hanggang sa isang likido, habang ang mga kristal na polimer ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang punto ng pagkatunaw, hindi isang punto ng paglambot. Ano ang pisikal na estado ng mga amorphous polymers? Kung bibigyan mo ang mga sangkap na ito ng mababang temperatura, makikita mo na sila ay nasa malasalamin na estado at nagpapakita ng mga katangian ng mga solido. Ang unti-unting pag-init ay nagiging sanhi ng mga polimer na magsimulang lumipat sa isang estado ng mas mataas na pagkalastiko.
Amorphous substance, ang mga halimbawa na kakabigay namin, ay masinsinang ginagamit saindustriya. Ang superelastic na estado ay nagpapahintulot sa mga polimer na ma-deform sa anumang paraan, at ang estado na ito ay nakakamit dahil sa mas mataas na kakayahang umangkop ng mga link at mga molekula. Ang isang karagdagang pagtaas sa temperatura ay humahantong sa ang katunayan na ang polimer ay nakakakuha ng mas nababanat na mga katangian. Nagsisimula itong dumaan sa isang espesyal na likido at malapot na estado.
Kung hahayaan mong hindi makontrol ang sitwasyon at hindi mapipigilan ang karagdagang pagtaas ng temperatura, ang polimer ay sasailalim sa pagkasira, iyon ay, pagkasira. Ang malapot na estado ay nagpapakita na ang lahat ng mga yunit ng macromolecule ay napaka-mobile. Kapag ang isang molekula ng polimer ay dumadaloy, ang mga link ay hindi lamang tumutuwid, ngunit napakalapit din sa isa't isa. Ang intermolecular action ay ginagawang matigas na substansiya ang polimer (goma). Ang prosesong ito ay tinatawag na mekanikal na paglipat ng salamin. Ang resultang substance ay ginagamit upang makagawa ng mga pelikula at mga hibla.
Polyamides, polyacrylonitriles ay maaaring makuha mula sa polymers. Upang makagawa ng isang polymer film, kailangan mong pilitin ang mga polymer sa pamamagitan ng mga dies na may slotted hole at ilapat ang mga ito sa tape. Sa ganitong paraan, ang mga materyales sa packaging at mga base para sa mga magnetic tape ay ginawa. Kasama rin sa mga polymer ang iba't ibang barnis (nabubuo ng bula sa isang organikong solvent), mga adhesive at iba pang materyales sa pagbubuklod, mga composite (polymer base na may filler), mga plastik.
Mga polymer application
Ang ganitong uri ng amorphous substance ay matatag na nakaugat sa ating buhay. Ang mga ito ay inilalapat sa lahat ng dako. Kabilang dito ang:
1. Iba't ibang batayan para sapaggawa ng mga barnis, pandikit, mga produktong plastik (phenol-formaldehyde resins).
2. Mga elastomer o sintetikong goma.
3. Ang electrical insulating material ay polyvinyl chloride, o ang kilalang plastic PVC windows. Ito ay lumalaban sa sunog, dahil ito ay itinuturing na mabagal na pagkasunog, ay nagpapataas ng lakas ng makina at mga katangian ng insulating elektrikal.
4. Ang polyamide ay isang substance na may napakataas na lakas at wear resistance. Mayroon itong mataas na dielectric na katangian.
5. Plexiglas, o polymethyl methacrylate. Magagamit natin ito sa larangan ng electrical engineering o gamitin ito bilang materyal para sa mga istruktura.
6. Ang Fluoroplast, o polytetrafluoroethylene, ay isang kilalang dielectric na hindi nagpapakita ng mga katangian ng pagkalusaw sa mga solvent ng organikong pinagmulan. Ang malawak na hanay ng temperatura nito at mahusay na mga katangian ng dielectric ay nagpapahintulot na magamit ito bilang isang hydrophobic o anti-friction na materyal.
7. Polisterin. Ang materyal na ito ay hindi apektado ng mga acid. Ito, tulad ng fluoroplastic at polyamide, ay maaaring ituring na isang dielectric. Napakatibay na may kinalaman sa mekanikal na epekto. Ginagamit ang polystyrene sa lahat ng dako. Halimbawa, napatunayan nito ang sarili nito bilang isang istruktura at elektrikal na insulating material. Ginagamit ito sa electrical at radio engineering.
8. Marahil ang pinakatanyag na polimer para sa amin ay polyethylene. Ang materyal ay nagpapakita ng paglaban kapag nakalantad sa mga agresibong kapaligiran, ito ay ganap na hindi pinapayagan ang kahalumigmigan na dumaan. Kung ang packaging ay gawa sa polyethylene, hindi ka maaaring matakot na ang mga nilalaman ay lumala sa ilalim ng impluwensya ng malakas.ulan. Ang polyethylene ay isa ring dielectric. Malawak ang aplikasyon nito. Ang mga istruktura ng tubo, iba't ibang produktong elektrikal, insulating film, mga kaluban para sa mga cable ng telepono at mga linya ng kuryente, mga piyesa para sa radyo at iba pang kagamitan ay ginawa mula rito.
9. Ang PVC ay isang mataas na polymer na materyal. Ito ay gawa ng tao at thermoplastic. Mayroon itong istraktura ng mga molekula na walang simetriko. Halos hindi pumasa sa tubig at ginawa sa pamamagitan ng pagpindot gamit ang panlililak at sa pamamagitan ng paghubog. Ang polyvinyl chloride ay kadalasang ginagamit sa industriya ng kuryente. Sa batayan nito, ang iba't ibang mga heat-insulating hoses at hoses para sa proteksyon ng kemikal, mga bangko ng baterya, mga insulating sleeve at gasket, mga wire at cable ay nilikha. Ang PVC ay isa ring mahusay na kapalit para sa mapaminsalang tingga. Hindi ito maaaring gamitin bilang isang high-frequency circuit sa anyo ng isang dielectric. At lahat dahil sa ang katunayan na sa kasong ito ang mga pagkalugi ng dielectric ay magiging mataas. Lubos na conductive.
