Har du nogensinde spekuleret på, hvad de mystiske amorfe stoffer er? I strukturen adskiller de sig fra både fast og flydende. Faktum er, at sådanne organer er i en særlig kondenseret tilstand, som kun har kort rækkefølge. Eksempler på amorfe stoffer er harpiks, glas, rav, gummi, polyethylen, polyvinylchlorid (vores foretrukne plastikvinduer), forskellige polymerer og andre. Disse er faste stoffer, der ikke har et krystalgitter. De omfatter også forseglingsvoks, forskellige klæbemidler, ebonit og plast.
usædvanlige egenskaber ved amorfe stoffer
Under opsplitning dannes ansigter ikke i amorfe kroppe. Partiklerne er helt tilfældige og er i tæt afstand til hinanden. De kan både være meget tykke og tyktflydende. Hvordan påvirkes de af ydre påvirkninger? Under påvirkning af forskellige temperaturer bliver kroppe flydende, ligesom væsker, og på samme tid ret elastiske. I det tilfælde, hvor den ydre påvirkning ikke varer længe, kan stoffer af en amorf struktur bryde i stykker med et kraftigt slag. langpåvirkning udefra får dem til at flyde.
Prøv et lille harpikseksperiment derhjemme. Læg den på en hård overflade, og du vil bemærke, at den begynder at flyde jævnt. Det er rigtigt, det er et amorft stof! Hastigheden afhænger af temperaturindikatorerne. Hvis den er meget høj, vil harpiksen begynde at sprede sig mærkbart hurtigere.
Hvad ellers er typisk for sådanne kroppe? De kan antage enhver form. Hvis amorfe stoffer i form af små partikler placeres i et kar, for eksempel i en kande, så vil de også tage form af et kar. De er også isotrope, det vil sige, at de udviser de samme fysiske egenskaber i alle retninger.
Smeltning og overgang til andre stater. Metal og glas
Materiens amorfe tilstand indebærer ikke opretholdelse af en bestemt temperatur. Ved lave hastigheder fryser kroppene, ved høje hastigheder smelter de. Forresten afhænger graden af viskositet af sådanne stoffer også af dette. Lave temperaturer bidrager til reduceret viskositet, høje temperaturer, tværtimod øger den.
For stoffer af den amorfe type kan der skelnes mellem et træk mere - overgangen til den krystallinske tilstand og spontan. Hvorfor sker det? Den indre energi i et krystallinsk legeme er meget mindre end i et amorft legeme. Det kan vi se i eksemplet med glasprodukter - med tiden bliver glas uklare.
Metalglas - hvad er det? Metal kan fjernes fra krystalgitteret iunder smeltning, det vil sige at gøre et stof med en amorf struktur glasagtigt. Ved størkning under kunstig afkøling dannes krystalgitteret igen. Amorft metal har simpelthen fantastisk modstand mod korrosion. For eksempel ville et karrosseri lavet af det ikke have brug for forskellige belægninger, da det ikke ville blive udsat for spontan ødelæggelse. Et amorft stof er et legeme, hvis atomare struktur har en hidtil uset styrke, hvilket betyder, at et amorft metal kan bruges i absolut enhver industrisektor.
Krystalstruktur af stoffer
For at være velbevandret i metallers egenskaber og kunne arbejde med dem, skal du have viden om visse stoffers krystalstruktur. Produktionen af metalprodukter og metallurgiområdet ville ikke have været i stand til at få en sådan udvikling, hvis ikke folk havde sikker viden om ændringer i strukturen af legeringer, teknologiske metoder og operationelle karakteristika.
Materiens fire tilstande
Det er velkendt, at der er fire aggregeringstilstande: fast, flydende, gasformig, plasma. Faste amorfe stoffer kan også være krystallinske. Med en sådan struktur kan rumlig periodicitet i arrangementet af partikler observeres. Disse partikler i krystaller kan udføre periodisk bevægelse. I alle de kroppe, som vi observerer i en gasformig eller flydende tilstand, kan man bemærke bevægelsen af partikler i form af en kaotisk lidelse. Amorfe faste stoffer (såsom metaller ikondenseret tilstand: ebonit, glasprodukter, harpiks) kan kaldes frosne væsker, fordi når de ændrer form, kan du bemærke et så karakteristisk træk som viskositet.
Forskellen mellem amorfe legemer fra gasser og væsker
Manifestationer af plasticitet, elasticitet, hærdning under deformation er karakteristiske for mange kroppe. Krystallinske og amorfe stoffer har i højere grad disse egenskaber, mens væsker og gasser ikke har. Men på den anden side kan man se, at de bidrager til en elastisk ændring i volumen.
Krystallinske og amorfe stoffer. Mekaniske og fysiske egenskaber
Hvad er krystallinske og amorfe stoffer? Som nævnt ovenfor kan amorfe kaldes de kroppe, der har en enorm viskositetskoefficient, og ved almindelig temperatur er deres fluiditet umulig. Men den høje temperatur, tværtimod, gør det muligt for dem at være flydende, som en væske.
Krystal-type stoffer ser ud til at være helt anderledes. Disse faste stoffer kan have deres eget smeltepunkt afhængigt af det eksterne tryk. Det er muligt at få krystaller, hvis væsken er afkølet. Hvis du ikke tager visse foranst altninger, kan du bemærke, at forskellige krystalliseringscentre begynder at dukke op i flydende tilstand. I området omkring disse centre sker dannelsen af et fast stof. Meget små krystaller begynder at kombinere med hinanden i en tilfældig rækkefølge, og der opnås en såkaldt polykrystal. Sådan en krop erisotropisk.
Karakteristika for stoffer
Hvad bestemmer kroppens fysiske og mekaniske egenskaber? Atombindinger er vigtige, ligesom typen af krystalstruktur. Ionkrystaller er karakteriseret ved ionbindinger, hvilket betyder en glidende overgang fra et atom til et andet. I dette tilfælde dannelsen af positivt og negativt ladede partikler. Vi kan observere ionbindingen i et simpelt eksempel - sådanne egenskaber er karakteristiske for forskellige oxider og s alte. Et andet træk ved ioniske krystaller er den lave ledningsevne af varme, men dens ydeevne kan stige markant, når den opvarmes. Ved krystalgitterets noder kan du se forskellige molekyler, der er kendetegnet ved stærke atombindinger.
Mange mineraler, som vi finder over alt i naturen, har en krystallinsk struktur. Og stoffets amorfe tilstand er også naturen i sin reneste form. Kun i dette tilfælde er kroppen noget formløst, men krystallerne kan tage form af de smukkeste polyedre med flade ansigter, samt danne nye solide kroppe af fantastisk skønhed og renhed.
Hvad er krystaller? Amorf-krystallinsk struktur
Formen af sådanne kroppe er konstant for en bestemt forbindelse. For eksempel ligner beryl altid et sekskantet prisme. Lav et lille eksperiment. Tag en lille krystal af kubisk s alt (kugle) og læg den i en speciel opløsning så mættet som muligt med det samme s alt. Med tiden vil du bemærke, at denne krop er forblevet uændret - den har igen erhvervet sigformen af en terning eller en kugle, som er iboende i s altkrystaller.
Amorfe-krystallinske stoffer er sådanne legemer, der kan indeholde både amorfe og krystallinske faser. Hvad påvirker egenskaberne af materialer i en sådan struktur? Hovedsageligt forskelligt volumenforhold og forskelligt arrangement i forhold til hinanden. Almindelige eksempler på sådanne stoffer er materialer fra keramik, porcelæn, glaskeramik. Fra tabellen over egenskaber af materialer med en amorf-krystallinsk struktur bliver det kendt, at porcelæn indeholder den maksimale procentdel af glasfase. Tallene svinger mellem 40-60 pct. Vi vil se det laveste indhold i eksemplet med stenstøbning - mindre end 5 pct. Samtidig vil keramiske fliser have en højere vandabsorption.
Industrielle materialer som porcelæn, keramiske fliser, stenstøbning og glaskeramik er som bekendt amorfe-krystallinske stoffer, fordi de indeholder glasagtige faser og samtidig krystaller i deres sammensætning. Samtidig skal det bemærkes, at materialers egenskaber ikke afhænger af indholdet af glasfaser i det.
Amorfe metaller
Brugen af amorfe stoffer udføres mest aktivt inden for medicin. For eksempel bruges hurtigt afkølet metal aktivt i kirurgi. Takket være udviklingen forbundet med det, har mange mennesker været i stand til at bevæge sig selvstændigt efter alvorlige skader. Sagen er, at stoffet i en amorf struktur er et fremragende biomateriale til implantation i knogler. Modtagetspecielle skruer, plader, stifter, stifter indføres i tilfælde af alvorlige brud. Tidligere blev stål og titanium brugt til sådanne formål i kirurgi. Først senere blev det bemærket, at amorfe stoffer nedbrydes meget langsomt i kroppen, og denne fantastiske egenskab gør det muligt for knoglevæv at komme sig. Efterfølgende erstattes stoffet med knogle.
Brug af amorfe stoffer i metrologi og finmekanik
Nøjagtig mekanik er netop baseret på nøjagtighed, og derfor kaldes det det. En særlig vigtig rolle i denne industri, såvel som i metrologi, spilles af ultrapræcise indikatorer for måleinstrumenter; dette kan opnås ved at bruge amorfe legemer i enheder. Takket være nøjagtige målinger udføres laboratorie- og videnskabelig forskning på institutter inden for mekanik og fysik, nye lægemidler opnås, og den videnskabelige viden forbedres.
Polymer
Et andet eksempel på brugen af et amorft stof er polymerer. De kan langsomt ændre sig fra et fast stof til et flydende, mens krystallinske polymerer er karakteriseret ved et smeltepunkt, ikke et blødgøringspunkt. Hvad er den fysiske tilstand af amorfe polymerer? Hvis man giver disse stoffer en lav temperatur, kan man se, at de vil være i en glasagtig tilstand og udvise faste stoffers egenskaber. Gradvis opvarmning får polymererne til at begynde at bevæge sig ind i en tilstand af øget elasticitet.
Amorfe stoffer, som vi netop har givet eksempler på, bliver intensivt brugt iindustri. Den superelastiske tilstand tillader polymerer at blive deformeret på enhver måde, og denne tilstand opnås på grund af den øgede fleksibilitet af links og molekyler. En yderligere temperaturstigning fører til, at polymeren får endnu mere elastiske egenskaber. Det begynder at gå over i en speciel flydende og viskøs tilstand.
Hvis du efterlader situationen ukontrolleret og ikke forhindrer en yderligere temperaturstigning, vil polymeren undergå nedbrydning, det vil sige ødelæggelse. Den viskøse tilstand viser, at alle enheder af makromolekylet er meget mobile. Når et polymermolekyle flyder, retter leddene sig ikke kun ud, men kommer også meget tæt på hinanden. Intermolekylær handling gør polymeren til et hårdt stof (gummi). Denne proces kaldes mekanisk glasovergang. Det resulterende stof bruges til at fremstille film og fibre.
Polyamider, polyacrylonitriler kan fås fra polymerer. For at lave en polymerfilm skal du tvinge polymererne gennem matricer, der har et slidshul og påføre dem på båndet. På den måde fremstilles emballagematerialer og underlag til magnetbånd. Polymerer omfatter også forskellige lakker (danner skum i et organisk opløsningsmiddel), klæbemidler og andre bindematerialer, kompositter (polymerbase med fyldstof), plast.
Polymerapplikationer
Denne form for amorfe stoffer er solidt forankret i vores liv. De anvendes over alt. Disse omfatter:
1. Forskellige baser tilfremstilling af lak, lim, plastprodukter (phenol-formaldehyd-harpikser).
2. Elastomerer eller syntetiske gummier.
3. Det elektriske isoleringsmateriale er polyvinylklorid, eller de velkendte plastik PVC vinduer. Det er modstandsdygtigt over for brande, da det anses for langsomt-brændende, har øget mekanisk styrke og elektrisk isolerende egenskaber.
4. Polyamid er et stof med meget høj styrke og slidstyrke. Den har høje dielektriske egenskaber.
5. Plexiglas eller polymethylmethacrylat. Vi kan bruge det inden for elektroteknik eller bruge det som materiale til strukturer.
6. Fluoroplast eller polytetrafluorethylen er et velkendt dielektrikum, der ikke udviser egenskaberne ved opløsning i opløsningsmidler af organisk oprindelse. Dets brede temperaturområde og gode dielektriske egenskaber gør det muligt at bruge det som et hydrofobt eller antifriktionsmateriale.
7. Polystyren. Dette materiale er ikke påvirket af syrer. Det kan, ligesom fluoroplast og polyamid, betragtes som et dielektrikum. Meget holdbar med hensyn til mekanisk påvirkning. Polystyren bruges over alt. For eksempel har det vist sig godt som et strukturelt og elektrisk isolerende materiale. Det bruges i el- og radioteknik.
8. Sandsynligvis den mest berømte polymer for os er polyethylen. Materialet udviser modstand, når det udsættes for aggressive miljøer, det tillader absolut ikke fugt at trænge igennem. Hvis emballagen er lavet af polyethylen, kan du ikke være bange for, at indholdet forringes under påvirkning af stærkeregn. Polyethylen er også et dielektrikum. Dens anvendelse er omfattende. Rørkonstruktioner, forskellige elektriske produkter, isoleringsfilm, kapper til kabler til telefon- og elledninger, dele til radio og andet udstyr er lavet af det.
9. PVC er et højpolymermateriale. Det er syntetisk og termoplastisk. Det har en struktur af molekyler, der er asymmetriske. Passer næsten ikke vand og er lavet ved presning med stempling og ved støbning. Polyvinylchlorid bruges oftest i den elektriske industri. På basis heraf skabes forskellige varmeisolerende slanger og slanger til kemisk beskyttelse, batteribanker, isoleringsmuffer og pakninger, ledninger og kabler. PVC er også en fremragende erstatning for skadeligt bly. Det kan ikke bruges som et højfrekvent kredsløb i form af et dielektrikum. Og alt sammen på grund af det faktum, at i dette tilfælde vil de dielektriske tab være høje. Meget ledende.
