Enhver af materialerne har fysiske, mekaniske, termofysiske, styrke, kemiske, hydrofysiske og mange andre egenskaber. Men i denne artikel vil vi specifikt analysere den første - materialets fysiske egenskaber. Lad os give en definition, angive specifikt, hvad der er gemt under dem, og også beskrive i detaljer hver af egenskaberne.
Definition
Et materiales fysiske egenskaber - alle egenskaber, der er iboende i stoffer uden kemisk påvirkning på dem.
Ethvert materiale forbliver uændret (af sig selv) under én betingelse - så længe dets sammensætning er uændret, såvel som strukturen af dets molekyler. Hvis stoffet er ikke-molekylært, forbliver dets sammensætning og bindingen mellem atomer den samme. Og allerede nu er forskellene i materialets fysiske egenskaber og andre egenskaber med til at adskille blandinger, der består af det.
Det er også vigtigt at vide, at et materiales fysiske egenskaber kan være forskellige for dets forskellige tilslagsmaterialer. Sig termisk, elektrisk, mekanisk, fysisk, optiskstoffets egenskaber afhænger af den valgte retning i krystallen.
Udfyldning af termen
Materiens fysiske egenskaber omfatter:
- Viskositet.
- Smeltepunkt.
- Density.
- Kogepunkt.
- Vermeledningsevne.
- Farve.
- Konsistens.
- Dielektrisk permeabilitet.
- Absorption.
- Varmekapacitet.
- Udgave.
- Radioaktivitet.
- Induktans.
- Curl.
- Elektrisk ledningsevne.
Og materialets fysiske egenskaber er hovedsageligt repræsenteret ved følgende:
- Density.
- tomhed.
- porøsitet.
- Hygroskopicitet.
- Vandgennemtrængelighed.
- Fugt tilbage.
- Vandabsorption.
- Luftbestandig.
- Frostmodstand.
- Termisk modstand.
- Vermeledningsevne.
- Brandhæmmende.
- Refractoriness.
- Strålingsmodstand.
- Kemisk resistens.
- Holdbarhed.
Materialers fysiske, kemiske og teknologiske egenskaber er lige vigtige. Men vi vil analysere den første kategori mere detaljeret. Lad os præsentere karakteristikaene for de vigtigste fysiske egenskaber ved strukturelle materialer.
Density
En af de vigtigste egenskaber inden for materialevidenskab. Massefylde er opdelt i tre kategorier:
- Sandt. Masse pr volumenhedmateriale, der betragtes som absolut tæt.
- Gennemsnit. Dette er allerede massen af en enhedsvolumen i materialets naturlige tilstand (med porer og hulrum). Således kan den gennemsnitlige tæthed af produkter fra det samme materiale være forskellig - afhængigt af tomheden og porøsiteten.
- Masse. Det bruges til løse materialer - det er sand, knust sten, cement. Dette er forholdet mellem massen af pulveriserede og granulerede materialer og hele det volumen, de optager (rummet mellem partiklerne er også inkluderet i beregningerne).
Tætheden af materialet påvirker dets teknologiske egenskaber - styrke, varmeledningsevne. Det vil direkte afhænge af porøsitet og fugtighed. Ved henholdsvis stigende luftfugtighed vil tætheden stige. Dette er også en karakteristisk indikator til bestemmelse af materialets omkostningseffektivitet.
porøsitet
Blandt materialers fysiske, teknologiske og mekaniske egenskaber er porøsitet ikke den sidste. Dette er graden af fyldning af produktets volumen med porer.
I denne sammenhæng er porer de mindste celler fyldt med vand eller luft. De kan være store eller små, åbne eller lukkede. Hvis små porer for eksempel fyldes med luft, øger dette materialets varmeisoleringsegenskaber. Værdien af porøsitet hjælper med at bedømme andre vigtige egenskaber - holdbarhed, styrke, vandabsorption, tæthed.
Åbne porer kommunikerer både med omgivelserne og med hinanden, kan kunstigt fyldes med vandnår materialet er nedsænket i en væske. Skiftes norm alt med lukkede. I for eksempel lydabsorberende materialer skabes åben porøsitet og perforering kunstigt - for mere intens absorption af lydenergi.
Lukket porefordeling og størrelse er karakteriseret som følger:
- Integralkurve for fordeling af porevolumen pr. volumenenhed langs deres radier.
- Differentiel porevolumenfordelingskurve.
tomhed
Vi fortsætter med at overveje materialers fysiske egenskaber (densitet, frostbestandighed og andre). Den næste er tomhed. Dette er navnet på antallet af hulrum, der dannes mellem individuelle korn af løst, smuldrende materiale. Dette er knust sten, sand osv.
Vandgennemtrængelighed
Vandgennemtrængelighed er et materiales evne til at frigive væske, når det tørrer, og absorbere vand, når det er vådt.
Under studiet af materialers fysiske egenskaber skal du være opmærksom på, at mætning med vand kan finde sted på to måder: når det udsættes for et stof i flydende tilstand eller når det kun udsættes for dets damp.
Herfra kommer to andre vigtige egenskaber - dette er hygroskopicitet og vandabsorption.
Hygroskopicitet
Hvordan bestemmes denne fysiske egenskab ved materialer i materialevidenskab? Hygroskopicitet - evnen til at absorbere vanddamp og holde dem indepå grund af kapillær kondensation. Det afhænger direkte af luftens relative fugtighed og temperatur, størrelsen, variationen og antallet af porer i stoffet, dets natur.
Hvis et materiale aktivt tiltrækker vandmolekyler med sin overflade, så kaldes det hydrofilt. Hvis materialet tværtimod afviser dem fra sig selv, kaldes det hydrofobisk. Derudover er nogle hydrofile materialer meget opløselige i vand, mens hydrofobe materialer modstår virkningerne af vandige medier.
Vandabsorption
Hvis vi taler kort om byggematerialers fysiske egenskaber, kan vi ikke undlade at nævne vandabsorption - evnen til at holde og absorbere væske. Ejendommen er karakteriseret ved den mængde vand, der absorberes af et tørt materiale, når det er helt nedsænket i vand. Udtrykt som en procentdel af massen (materialet).
Vandabsorptionen vil være mindre end produktets sande porøsitet, da et vist antal porer i det forbliver lukkede. Derfor vil det variere fra deres antal, volumen, grad af åbenhed. Materialets natur, dets hydrofilicitet vil også påvirke værdien.
Som et resultat af mætning af materialet med vand, ændres dets andre fysiske egenskaber nogle gange betydeligt: varmeledningsevne og tæthed øges, volumen øges (typisk for ler, træ), styrke falder på grund af nedbrydning af bindinger mellem individuelle partikler.
Fugt tilbage
Dette er et materiales evne til at frigive fugt til miljøet. At være påluft, råmaterialer og produkter bevarer kun deres fugtighed under visse forhold - ved relativ ligevægtsluftfugtighed. Hvis indikatoren er under denne værdi, begynder materialet at frigive fugt til atmosfæren for at tørre ud.
Hastigheden af denne proces afhænger af flere faktorer: af forskellen mellem fugtigheden af selve materialet og luftfugtigheden (jo større den er, jo mere intens tørringen), af materialets egenskaber sig selv - dens porøsitet, natur, hydrofobicitet. Så et råmateriale med store porer, hydrofobisk vil være lettere at give væske end et hydrofilt materiale med små porer.
Luftmodstand
Luftmodstand er et materiales evne til at modstå gentagen systematisk tørring og fugtning i lang tid uden tab af dets mekaniske densitet samt uden væsentlig deformation.
Nogle materialer begynder at svulme op, når de periodisk fugtes, nogle krymper, nogle deformeres for meget. Træ udsættes for eksempel for skiftende deformationer. Cement med hyppig fugttørring har tendens til at nedbrydes, smuldre.
Vandgennemtrængelighed
Dette er en fysisk egenskab - materialers evne til at passere væske under tryk gennem dem. Det er kendetegnet ved mængden af vand, som passerer gennem 1 kvadratmeter på 1 time. m materiale under tryk på 1 MPa.
Det er vigtigt at bemærke, at der også er helt vandtætte materialer. Disse er stål, bitumen, glas, de vigtigste plasttyper.
Frostmodstand
En vigtig fysisk ejendom i russiske virkeligheder. Dette er navnet på et materiale mættet med vands evne til at modstå gentagne skiftende frysninger og optøning uden et væsentligt fald i styrke, udseendet af synlige tegn på ødelæggelse.
Ødelæggelse under denne proces skyldes ofte, at vand øges i volumen ved frysning med omkring 9 %. Samtidig observeres dens største ekspansion ved overgang til is ved -4 °C. Ved fyldning af materialets porer med vand, dets ekspansion og frysning, oplever porevæggene betydelige skader, som fører til ødelæggelse af materialet.
Følgelig vil frostbestandighed bestemme graden af mætning af porerne med vand, dens tæthed. Det er tætte materialer, der anses for frostbestandige. Af de porøse kan kun dem, der er kendetegnet ved en stor tilstedeværelse af lukkede porer, henføres til denne kategori. Eller hvis porer ikke er mere end 90 % fulde af vand.
Fysiske egenskaber kan repræsentere vigtige egenskaber ved materialer. Nogle af dem har vi allerede diskuteret i detaljer i artiklen. Dette er evnen til at modstå kold, gentagen fyldning med vand og tørring, tilbageholde, absorbere, frigive væske og andre vigtige egenskaber.
