Anumang mga materyales ay may pisikal, mekanikal, thermophysical, lakas, kemikal, hydrophysical at marami pang ibang katangian. Ngunit sa artikulong ito ay partikular nating susuriin ang una - ang mga pisikal na katangian ng materyal. Magbigay tayo ng kahulugan, partikular na ilista kung ano ang nakatago sa ilalim ng mga ito, at ilarawan din nang detalyado ang bawat katangian.
Definition
Mga pisikal na katangian ng isang materyal - lahat ng katangiang likas sa mga sangkap na walang pagkilos na kemikal sa mga ito.
Anumang materyal ay nananatiling hindi nagbabago (sa kanyang sarili) sa ilalim ng isang kundisyon - hangga't ang komposisyon nito ay hindi nagbabago, gayundin ang istraktura ng mga molekula nito. Kung ang substansiya ay hindi molekular, ang komposisyon nito at ang bono sa pagitan ng mga atom ay mananatiling pareho. At nakakatulong na ang mga pagkakaiba sa mga pisikal na katangian at iba pang katangian ng materyal upang paghiwalayin ang mga pinaghalong binubuo nito.
Mahalaga ring malaman na ang mga pisikal na katangian ng isang materyal ay maaaring magkaiba para sa iba't ibang pinagsama-samang materyales nito. Sabihin ang thermal, electrical, mechanical, physical, opticalang mga katangian ng bagay ay nakasalalay sa napiling direksyon sa kristal.
Pagpuno sa termino
Ang mga pisikal na katangian ng bagay ay kinabibilangan ng:
- Lagkit.
- Melting point.
- Density.
- Boiling point.
- Thermal conductivity.
- Kulay.
- Consistency.
- Dielectric permeability.
- Pagsipsip.
- Heat capacity.
- Issue.
- Radioactivity.
- Inductance.
- Curl.
- Electrical conductivity.
At ang mga pisikal na katangian ng materyal ay pangunahing kinakatawan ng mga sumusunod:
- Density.
- Kawalan ng laman.
- Porosity.
- Hygroscopicity.
- Water permeability.
- Pagbabalik ng kahalumigmigan.
- Pagsipsip ng tubig.
- Air resistant.
- Frost resistance.
- Thermal resistance.
- Thermal conductivity.
- Napatigil sa apoy.
- Refractoriness.
- Paglaban sa radiation.
- Paglaban sa kemikal.
- Durability.
Ang pisikal, kemikal at teknolohikal na katangian ng mga materyales ay pare-parehong mahalaga. Ngunit susuriin namin ang unang kategorya nang mas detalyado. Ilahad natin ang mga katangian ng pinakamahalagang pisikal na katangian ng mga istrukturang materyales.
Density
Isa sa pinakamahalagang katangian sa agham ng materyal. Ang density ay nahahati sa tatlong kategorya:
- Totoo. Masa bawat yunit ng damimateryal na itinuturing na ganap na siksik.
- Karaniwan. Ito na ang masa ng isang unit volume sa natural na estado ng materyal (na may mga pores at voids). Kaya, ang average na density ng mga produkto mula sa parehong materyal ay maaaring iba - depende sa voidness at porosity.
- Maramihan. Ginagamit ito para sa mga maluwag na materyales - ito ay buhangin, durog na bato, semento. Ito ang ratio ng mass ng mga powdered at granular na materyales sa buong volume na kanilang sinasakop (ang espasyo sa pagitan ng mga particle ay kasama rin sa mga kalkulasyon).
Ang density ng materyal ay nakakaapekto sa mga teknolohikal na katangian nito - lakas, thermal conductivity. Direkta itong magdedepende sa porosity at humidity. Sa pagtaas ng kahalumigmigan, ayon sa pagkakabanggit, ang density ay tataas. Isa rin itong katangiang tagapagpahiwatig para sa pagtukoy sa pagiging epektibo sa gastos ng materyal.
Porosity
Sa mga pisikal, teknolohikal at mekanikal na katangian ng mga materyales, ang porosity ay hindi ang huli. Ito ang antas ng pagpuno sa dami ng produkto ng mga pores.
Sa kontekstong ito, ang mga pores ay ang pinakamaliit na cell na puno ng tubig o hangin. Maaari silang maging malaki o maliit, bukas o sarado. Kung ang mga maliliit na pores, halimbawa, ay napuno ng hangin, pinatataas nito ang mga katangian ng thermal insulation ng materyal. Ang halaga ng porosity ay nakakatulong upang hatulan ang iba pang mahahalagang katangian - tibay, lakas, pagsipsip ng tubig, density.
Ang mga bukas na pores ay nakikipag-usap sa kapaligiran at sa isa't isa, maaaring artipisyal na punuin ng tubigkapag ang materyal ay nahuhulog sa isang likido. Karaniwang kahalili ng mga sarado. Sa mga materyales na sumisipsip ng tunog, halimbawa, ang open porosity at perforation ay artipisyal na nilikha - para sa mas matinding pagsipsip ng sound energy.
Ang saradong pamamahagi ng butas at laki ay nailalarawan sa mga sumusunod:
- Integral na curve ng distribution ng pore volume sa bawat unit volume sa kanilang radii.
- Differential pore volume distribution curve.
Kawalan ng laman
Patuloy naming isinasaalang-alang ang mga pisikal na katangian ng mga materyales (density, frost resistance, at iba pa). Ang kasunod ay ang kawalan ng laman. Ito ang pangalan ng bilang ng mga void na nabubuo sa pagitan ng mga indibidwal na butil ng maluwag, gumuhong materyal. Ito ay durog na bato, buhangin, atbp.
Water permeability
Ang water permeability ay ang kakayahan ng isang materyal na maglabas ng likido kapag natuyo ito at sumisipsip ng tubig kapag basa.
Sa panahon ng pag-aaral ng mga pisikal na katangian ng mga materyales, kailangan mong bigyang pansin ang katotohanan na ang saturation sa tubig ay maaaring maganap sa dalawang paraan: kapag nalantad sa isang sangkap sa isang likidong estado o kapag nalantad lamang sa singaw nito.
Mula rito ang dalawa pang mahahalagang katangian - ito ay hygroscopicity at water absorption.
Hygroscopicity
Paano natutukoy ang pisikal na katangiang ito ng mga materyales sa agham ng materyal? Hygroscopicity - ang kakayahang sumipsip ng singaw ng tubig at panatilihin ang mga ito sa loobdahil sa capillary condensation. Direkta itong nakadepende sa relatibong halumigmig at temperatura ng hangin, ang laki, pagkakaiba-iba at bilang ng mga pores ng substance, ang kalikasan nito.
Kung ang isang materyal ay aktibong umaakit ng mga molekula ng tubig sa ibabaw nito, kung gayon ito ay tinatawag na hydrophilic. Kung ang materyal, sa kabaligtaran, ay nagtataboy sa kanila mula sa sarili nito, kung gayon ito ay tinatawag na hydrophobic. Bilang karagdagan, ang ilang hydrophilic na materyales ay lubos na natutunaw sa tubig, habang ang mga hydrophobic na materyales ay lumalaban sa mga epekto ng aqueous media.
Pagsipsip ng tubig
Kung pag-uusapan natin nang maikli ang tungkol sa mga pisikal na katangian ng mga materyales sa gusali, hindi natin mabibigo na banggitin ang pagsipsip ng tubig - ang kakayahang humawak at sumipsip ng likido. Ang ari-arian ay nailalarawan sa pamamagitan ng dami ng tubig na hinihigop ng isang tuyong materyal kapag ito ay ganap na nahuhulog sa tubig. Ipinahayag bilang isang porsyento ng masa (materyal).
Ang pagsipsip ng tubig ay magiging mas mababa kaysa sa tunay na porosity ng produkto, dahil ang isang tiyak na bilang ng mga pores dito ay nananatiling sarado. Samakatuwid, ito ay mag-iiba mula sa kanilang numero, dami, antas ng pagiging bukas. Ang likas na katangian ng materyal, ang hydrophilicity nito ay makakaapekto rin sa halaga.
Bilang resulta ng saturation ng materyal sa tubig, ang iba pang mga pisikal na katangian nito ay minsan ay nagbabago nang malaki: thermal conductivity at pagtaas ng density, pagtaas ng volume (karaniwang para sa luad, kahoy), bumababa ang lakas dahil sa pagkasira ng mga bono sa pagitan ng indibidwal mga particle.
Pagbabalik ng kahalumigmigan
Ito ang kakayahan ng isang materyal na maglabas ng moisture sa kapaligiran. Naka-onang hangin, mga hilaw na materyales at mga produkto ay nagpapanatili ng kanilang halumigmig sa ilalim lamang ng ilang mga kundisyon - sa relatibong equilibrium na kahalumigmigan ng hangin. Kung ang indicator ay mas mababa sa halagang ito, ang materyal ay magsisimulang maglabas ng moisture sa atmospera, upang matuyo.
Ang bilis ng prosesong ito ay nakasalalay sa ilang mga kadahilanan: sa pagkakaiba sa pagitan ng halumigmig ng materyal mismo at ang halumigmig ng hangin (mas malaki ito, mas matindi ang pagpapatuyo), sa mga katangian ng materyal mismo - nito porosity, kalikasan, hydrophobicity. Kaya, ang isang hilaw na materyal na may malalaking pores, hydrophobic ay magiging mas madaling magbigay ng likido kaysa sa isang hydrophilic na materyal, na may maliliit na pores.
Paglaban sa hangin
Ang air resistance ay ang kakayahan ng isang materyal na makatiis ng paulit-ulit na sistematikong pagpapatuyo at pagbabasa ng mahabang panahon nang hindi nawawala ang mechanical density nito, gayundin nang walang makabuluhang deformation.
May mga materyales na nagsisimulang bumukol kapag panaka-nakang nabasa, ang ilan ay lumiliit, ang ilan ay masyadong kumiwal. Ang kahoy, halimbawa, ay napapailalim sa mga alternating deformation. Ang semento na may madalas na moisture-drying ay may posibilidad na masira, gumuho.
Water permeability
Ito ay isang pisikal na pag-aari - ang kakayahan ng mga materyales na magpasa ng likido sa ilalim ng presyon sa kanila. Ito ay nailalarawan sa dami ng tubig, na dumadaan sa 1 metro kuwadrado sa loob ng 1 oras. m ng materyal sa ilalim ng presyon ng 1 MPa.
Mahalagang tandaan na mayroon ding ganap na hindi tinatablan ng tubig na materyales. Ito ay bakal, bitumen, salamin, ang mga pangunahing uri ng plastik.
Frost resistance
Isang mahalagang pisikal na ari-arian sa mga realidad ng Russia. Ito ang pangalan ng kakayahan ng isang materyal na puspos ng tubig na makatiis ng paulit-ulit na alternating freezing at lasaw nang walang makabuluhang pagbaba sa lakas, ang hitsura ng mga nakikitang palatandaan ng pagkasira.
Ang pagkasira sa panahon ng prosesong ito ay kadalasang dahil sa katotohanan na kapag nagyeyelo, ang tubig ay tumataas sa dami nito ng humigit-kumulang 9%. Kasabay nito, ang pinakamalaking paglawak nito sa paglipat sa yelo ay sinusunod sa -4 °C. Kapag pinupunan ang mga pores ng materyal ng tubig, ang pagpapalawak at pagyeyelo nito, ang mga pore wall ay nakakaranas ng malaking pinsala, na humahantong sa pagkasira ng materyal.
Ayon, matutukoy ng frost resistance ang antas ng saturation ng mga pores sa tubig, ang density nito. Ito ay mga siksik na materyales na itinuturing na lumalaban sa hamog na nagyelo. Sa mga porous, tanging ang mga nakikilala sa pamamagitan ng isang malaking presensya ng mga saradong pores ay maaaring maiugnay sa kategoryang ito. O ang mga pores ay hindi hihigit sa 90% na puno ng tubig.
Ang mga pisikal na katangian ay maaaring kumatawan sa mahahalagang kakayahan ng mga materyales. Ang ilan sa mga ito ay napag-usapan na natin nang detalyado sa artikulo. Ito ang kakayahang makatiis sa malamig, paulit-ulit na pagpuno ng tubig at pagpapatuyo, panatilihin, absorb, ilabas ang likido at iba pang mahahalagang katangian.
