Jebkuram no materiāliem ir fiziskas, mehāniskas, termofizikālas, stiprības, ķīmiskas, hidrofizikālas un daudzas citas īpašības. Bet šajā rakstā mēs īpaši analizēsim pirmo - materiāla fizikālās īpašības. Sniegsim definīciju, konkrēti uzskaitīsim, kas zem tiem ir paslēpts, kā arī detalizēti aprakstīsim katru no īpašībām.
Definīcija
Materiāla fizikālās īpašības - visas īpašības, kas piemīt vielām bez ķīmiskas iedarbības uz tām.
Jebkurš materiāls paliek nemainīgs (pats par sevi) ar vienu nosacījumu - kamēr tā sastāvs ir nemainīgs, kā arī tā molekulu struktūra. Ja viela nav molekulāra, tās sastāvs un saite starp atomiem paliek nemainīga. Un jau materiāla fizikālo īpašību un citu īpašību atšķirības palīdz atdalīt maisījumus, kas sastāv no tā.
Ir arī svarīgi zināt, ka materiāla fizikālās īpašības dažādiem pildmateriāliem var atšķirties. Sakiet, termiski, elektriski, mehāniski, fizikāli, optiskimatērijas īpašības ir atkarīgas no izvēlētā virziena kristālā.
Termiņa aizpildīšana
Matērijas fizikālās īpašības ietver:
- Viskozitāte.
- Kušanas temperatūra.
- Blīvums.
- Vārīšanās temperatūra.
- Siltumvadītspēja.
- Krāsa.
- Konsekvence.
- Dielektriskā caurlaidība.
- Absorbcija.
- Siltuma jauda.
- izdevums.
- Radioaktivitāte.
- Induktivitāte.
- Curl.
- Elektrovadītspēja.
Un materiāla fizikālās īpašības galvenokārt attēlo šādi:
- Blīvums.
- Tukšums.
- Porainība.
- Higroskopiskums.
- Ūdens caurlaidība.
- Mitruma atgriešana.
- Ūdens absorbcija.
- Gaisa izturīgs.
- Sala izturība.
- Siltuma pretestība.
- Siltumvadītspēja.
- Ugunsdrošs.
- Ugunsizturība.
- Radiācijas pretestība.
- Ķīmiskā izturība.
- Izturība.
Materiālu fizikālās, ķīmiskās un tehnoloģiskās īpašības ir vienlīdz svarīgas. Bet pirmo kategoriju mēs analizēsim sīkāk. Iesniegsim strukturālo materiālu svarīgāko fizikālo īpašību raksturlielumus.
Blīvums
Viena no svarīgākajām īpašībām materiālu zinātnē. Blīvums ir sadalīts trīs kategorijās:
- Taisnība. Masa uz tilpuma vienībumateriāls, kas tiek uzskatīts par absolūti blīvu.
- Vidēji. Tā jau ir tilpuma vienības masa materiāla dabiskajā stāvoklī (ar porām un tukšumiem). Tādējādi vidējais blīvums izstrādājumiem no viena un tā paša materiāla var būt atšķirīgs - atkarībā no tukšuma un porainības.
- Lielapjoma. To izmanto irdeniem materiāliem - tas ir smiltis, šķembas, cements. Šī ir pulverveida un granulētu materiālu masas attiecība pret visu to aizņemto tilpumu (aprēķinos ir iekļauta arī atstarpe starp daļiņām).
Materiāla blīvums ietekmē tā tehnoloģiskos raksturlielumus – izturību, siltumvadītspēju. Tas būs tieši atkarīgs no porainības un mitruma. Palielinoties mitrumam, attiecīgi palielināsies blīvums. Tas ir arī raksturīgs rādītājs materiāla rentabilitātes noteikšanai.
Porainība
Starp materiālu fizikālajām, tehnoloģiskajām un mehāniskajām īpašībām porainība nav pēdējā. Šī ir produkta tilpuma aizpildīšanas pakāpe ar porām.
Šajā kontekstā poras ir mazākās šūnas, kas piepildītas ar ūdeni vai gaisu. Tie var būt lieli vai mazi, atvērti vai slēgti. Ja, piemēram, nelielas poras ir piepildītas ar gaisu, tas palielina materiāla siltumizolācijas īpašības. Porainības vērtība palīdz spriest par citiem svarīgiem raksturlielumiem - izturību, izturību, ūdens absorbciju, blīvumu.
Atvērtās poras sazinās gan ar vidi, gan savā starpā, var mākslīgi piepildīt ar ūdenikad materiāls ir iegremdēts šķidrumā. Parasti mijas ar slēgtām. Skaņu absorbējošos materiālos, piemēram, mākslīgi radīta atvērta porainība un perforācija - intensīvākai skaņas enerģijas absorbcijai.
Slēgto poru sadalījumu un izmēru raksturo šādi:
- Integrālā līkne poru tilpuma sadalījumam uz tilpuma vienību pa to rādiusiem.
- Diferenciālā poru tilpuma sadalījuma līkne.
Tukšums
Mēs turpinām ņemt vērā materiālu fizikālās īpašības (blīvumu, salizturību un citas). Nākamais ir tukšums. Tas ir tukšumu skaita nosaukums, kas veidojas starp atsevišķiem irdena, drupana materiāla graudiem. Tas ir šķembas, smiltis utt.
Ūdens caurlaidība
Ūdens caurlaidība ir materiāla spēja atbrīvot šķidrumu, kad tas izžūst, un absorbēt ūdeni, kad tas ir mitrs.
Materiālu fizikālo īpašību izpētes laikā ir jāpievērš uzmanība tam, ka piesātinājums ar ūdeni var notikt divos veidos: saskaroties ar vielu šķidrā stāvoklī vai pakļaujot tikai tās tvaikiem..
No šejienes izriet vēl divas svarīgas īpašības - tā ir higroskopiskums un ūdens absorbcija.
Higroskopiskums
Kā šo materiālu fizisko īpašību nosaka materiālu zinātnē? Higroskopiskums - spēja absorbēt ūdens tvaikus un noturēt tos iekšākapilārā kondensāta dēļ. Tas ir tieši atkarīgs no gaisa relatīvā mitruma un temperatūras, vielas izmēra, daudzveidības un poru skaita, tās rakstura.
Ja materiāls ar savu virsmu aktīvi piesaista ūdens molekulas, tad to sauc par hidrofilu. Ja materiāls, gluži pretēji, tos atgrūž no sevis, tad to sauc par hidrofobu. Turklāt daži hidrofilie materiāli labi šķīst ūdenī, savukārt hidrofobie materiāli iztur ūdens vides iedarbību.
Ūdens absorbcija
Ja īsumā runājam par būvmateriālu fizikālajām īpašībām, nevar nepieminēt ūdens uzsūkšanos – spēju noturēt un absorbēt šķidrumu. Īpašumu raksturo ūdens tilpums, ko absorbē sauss materiāls, kad tas ir pilnībā iegremdēts ūdenī. Izteikts procentos no masas (materiāla).
Ūdens absorbcija būs mazāka par produkta patieso porainību, jo noteikts poru skaits tajā paliek aizvērts. Tāpēc tas atšķirsies no to skaita, apjoma, atvērtības pakāpes. Vērtību ietekmēs arī materiāla raksturs, tā hidrofilitāte.
Materiāla piesātinājuma ar ūdeni rezultātā tā citas fizikālās īpašības dažkārt būtiski mainās: palielinās siltumvadītspēja un blīvums, palielinās tilpums (raksturīgi māliem, kokam), samazinās stiprība, jo tiek noārdītas saites starp indivīdiem. daļiņas.
Mitruma atgriešana
Šī ir materiāla spēja izdalīt vidē mitrumu. Esot ieslēgtsgaiss, izejvielas un produkti saglabā savu mitrumu tikai noteiktos apstākļos - pie relatīvā līdzsvara gaisa mitruma. Ja indikators ir zem šīs vērtības, materiāls sāk izdalīt mitrumu atmosfērā, izžūt.
Šī procesa ātrums ir atkarīgs no vairākiem faktoriem: no atšķirības starp paša materiāla mitrumu un gaisa mitrumu (jo tas ir lielāks, jo intensīvāka žūšana), no materiāla īpašībām. pati par sevi – tā porainība, daba, hidrofobitāte. Tātad izejmateriāls ar lielām porām, hidrofobs, būs vieglāk šķidrs nekā hidrofils materiāls ar mazām porām.
Gaisa pretestība
Gaisa pretestība ir materiāla spēja ilgstoši izturēt atkārtotu sistemātisku žāvēšanu un mitrināšanu, nezaudējot tā mehānisko blīvumu, kā arī bez būtiskām deformācijām.
Daži materiāli periodiski samitrināti sāk uzbriest, daži saraujas, daži pārāk deformējas. Koksne, piemēram, tiek pakļauta mainīgām deformācijām. Cements ar biežu mitruma žāvēšanu mēdz sadalīties, drupināt.
Ūdens caurlaidība
Šī ir fiziska īpašība - materiālu spēja izvadīt caur tiem šķidrumu zem spiediena. To raksturo ūdens tilpums, kas 1 stundas laikā iziet cauri 1 kvadrātmetram. m materiāla zem spiediena 1 MPa.
Svarīgi ņemt vērā, ka ir arī pilnīgi ūdensizturīgi materiāli. Tie ir tērauds, bitumens, stikls, galvenie plastmasas veidi.
Sala izturība
Svarīgs fiziskais īpašums Krievijas realitātē. Tas ir ar ūdeni piesātināta materiāla spējas izturēt atkārtotu mainīgu sasalšanu un atkausēšanu bez būtiskas stiprības samazināšanās, redzamu iznīcināšanas pazīmju parādīšanās.
Iznīcināšana šī procesa laikā bieži notiek tāpēc, ka, sasalstot, ūdens tilpums palielinās par aptuveni 9%. Tajā pašā laikā tā lielākā izplešanās, pārejot uz ledu, tiek novērota -4 °C temperatūrā. Piepildot materiāla poras ar ūdeni, tā izplešanos un sasalšanu, poru sieniņās tiek radīti būtiski bojājumi, kas noved pie materiāla iznīcināšanas.
Attiecīgi salizturība noteiks poru piesātinājuma pakāpi ar ūdeni, tā blīvumu. Tie ir blīvi materiāli, kas tiek uzskatīti par sala izturīgiem. No porainiem uz šo kategoriju var attiecināt tikai tos, kas izceļas ar lielu slēgtu poru klātbūtni. Vai kuru poras ir ne vairāk kā 90% pilnas ar ūdeni.
Fizikālās īpašības var atspoguļot svarīgas materiālu spējas. Dažus no tiem mēs jau detalizēti apspriedām rakstā. Tā ir spēja izturēt aukstumu, atkārtotu piepildīšanu ar ūdeni un žāvēšanu, saglabāt, absorbēt, atbrīvot šķidrumu un citas svarīgas īpašības.
