Har du noen gang lurt på hva de mystiske amorfe stoffene er? I struktur skiller de seg fra både fast og flytende. Faktum er at slike kropper er i en spesiell kondensert tilstand, som bare har kort rekkevidde. Eksempler på amorfe stoffer er harpiks, glass, rav, gummi, polyetylen, polyvinylklorid (våre favorittplastvinduer), forskjellige polymerer og andre. Dette er faste stoffer som ikke har et krystallgitter. De inkluderer også forseglingsvoks, diverse lim, ebonitt og plast.
Uvanlige egenskaper ved amorfe stoffer
Under splitting dannes ikke ansikter i amorfe kropper. Partiklene er helt tilfeldige og befinner seg i nær avstand til hverandre. De kan være både veldig tykke og viskøse. Hvordan påvirkes de av ytre påvirkninger? Under påvirkning av forskjellige temperaturer blir kropper flytende, som væsker, og samtidig ganske elastiske. I tilfellet når den ytre påvirkningen ikke varer lenge, kan stoffer av en amorf struktur bryte i stykker med et kraftig slag. langytre påvirkning får dem til å flyte.
Prøv et lite harpikseksperiment hjemme. Legg den på en hard overflate og du vil merke at den begynner å flyte jevnt. Det stemmer, det er et amorft stoff! Hastigheten avhenger av temperaturindikatorene. Hvis den er veldig høy, vil harpiksen begynne å spre seg merkbart raskere.
Hva mer er typisk for slike kropper? De kan ha hvilken som helst form. Hvis amorfe stoffer i form av små partikler plasseres i et kar, for eksempel i en kanne, vil de også ha form av et kar. De er også isotrope, det vil si at de viser de samme fysiske egenskapene i alle retninger.
Smelting og overgang til andre stater. Metall og glass
Materiens amorfe tilstand innebærer ikke opprettholdelse av noen spesiell temperatur. Ved lave hastigheter fryser kroppene, ved høye hastigheter smelter de. Forresten, graden av viskositet av slike stoffer avhenger også av dette. Lave temperaturer bidrar til redusert viskositet, høye temperaturer, tvert imot øker den.
For stoffer av den amorfe typen kan det skilles ut ett trekk til - overgangen til krystallinsk tilstand, og spontan. Hvorfor skjer dette? Den indre energien i en krystallinsk kropp er mye mindre enn i en amorf. Vi kan se dette i eksemplet med glassprodukter – over tid blir glass grumsete.
Metalglass - hva er det? Metall kan fjernes fra krystallgitteret iunder smelting, det vil si å gjøre et stoff med en amorf struktur glassaktig. Ved størkning under kunstig avkjøling dannes krystallgitteret igjen. Amorft metall har rett og slett fantastisk motstand mot korrosjon. For eksempel vil et karosseri laget av det ikke trenge forskjellige belegg, siden det ikke vil bli utsatt for spontan ødeleggelse. Et amorft stoff er et legeme hvis atomstruktur har enestående styrke, noe som betyr at et amorft metall kan brukes i absolutt enhver industrisektor.
Krystallstruktur av stoffer
For å være godt kjent med egenskapene til metaller og kunne jobbe med dem, må du ha kunnskap om krystallstrukturen til visse stoffer. Produksjonen av metallprodukter og fagfeltet metallurgi ville ikke ha kunnet få en slik utvikling dersom folk ikke hadde sikker kunnskap om endringer i strukturen til legeringer, teknologiske metoder og operasjonelle egenskaper.
Materiens fire tilstander
Det er velkjent at det er fire aggregeringstilstander: fast, flytende, gassformig, plasma. Faste amorfe stoffer kan også være krystallinske. Med en slik struktur kan romlig periodisitet i arrangementet av partikler observeres. Disse partiklene i krystaller kan utføre periodisk bevegelse. I alle legemer som vi observerer i gassform eller flytende tilstand, kan man legge merke til bevegelsen av partikler i form av en kaotisk lidelse. Amorfe faste stoffer (som metaller ikondensert tilstand: ebonitt, glassprodukter, harpiks) kan kalles frosne væsker, fordi når de endrer form, kan du legge merke til et så karakteristisk trekk som viskositet.
Forskjellen mellom amorfe legemer fra gasser og væsker
Manifestasjoner av plastisitet, elastisitet, herding under deformasjon er karakteristiske for mange kropper. Krystallinske og amorfe stoffer har disse egenskapene i større grad, mens væsker og gasser ikke har det. Men på den annen side kan du se at de bidrar til en elastisk volumendring.
Krystallinske og amorfe stoffer. Mekaniske og fysiske egenskaper
Hva er krystallinske og amorfe stoffer? Som nevnt ovenfor, kan amorfe kalles de kroppene som har en enorm viskositetskoeffisient, og ved vanlig temperatur er deres fluiditet umulig. Men den høye temperaturen, tvert imot, gjør at de kan være flytende, som en væske.
Krystall-type stoffer ser ut til å være helt forskjellige. Disse faste stoffene kan ha sitt eget smeltepunkt avhengig av det ytre trykket. Å få krystaller er mulig hvis væsken er avkjølt. Hvis du ikke tar visse tiltak, kan du legge merke til at forskjellige krystalliseringssentre begynner å dukke opp i flytende tilstand. I området rundt disse sentrene oppstår dannelsen av et fast stoff. Svært små krystaller begynner å kombinere med hverandre i en tilfeldig rekkefølge, og en såk alt polykrystall oppnås. En slik kropp erisotropisk.
Kjennetegn ved stoffer
Hva bestemmer kroppens fysiske og mekaniske egenskaper? Atombindinger er viktige, det samme er typen krystallstruktur. Ioniske krystaller er preget av ioniske bindinger, som betyr en jevn overgang fra ett atom til et annet. I dette tilfellet, dannelsen av positivt og negativt ladede partikler. Vi kan observere ionbindingen i et enkelt eksempel - slike egenskaper er karakteristiske for forskjellige oksider og s alter. Et annet trekk ved ioniske krystaller er den lave ledningsevnen til varme, men ytelsen kan øke markant når den varmes opp. Ved nodene til krystallgitteret kan du se ulike molekyler som utmerker seg ved sterke atombindinger.
Mange mineraler som vi finner over alt i naturen har en krystallinsk struktur. Og materiens amorfe tilstand er også naturen i sin reneste form. Bare i dette tilfellet er kroppen noe formløst, men krystallene kan ta form av de vakreste polyedre med flate ansikter, samt danne nye solide kropper av fantastisk skjønnhet og renhet.
Hva er krystaller? Amorf-krystallinsk struktur
Formen til slike kropper er konstant for en viss sammenheng. For eksempel ser beryl alltid ut som et sekskantet prisme. Gjør et lite eksperiment. Ta en liten krystall kubisk s alt (ball) og legg den i en spesiell løsning så mettet som mulig med det samme s altet. Over tid vil du legge merke til at denne kroppen har forblitt uendret - den har fått seg igjenformen til en kube eller en ball, som er iboende i s altkrystaller.
Amorfe-krystallinske stoffer er slike legemer som kan inneholde både amorfe og krystallinske faser. Hva påvirker egenskapene til materialer i en slik struktur? Hovedsakelig ulikt volumforhold og ulik oppstilling i forhold til hverandre. Vanlige eksempler på slike stoffer er materialer fra keramikk, porselen, glasskeramikk. Fra tabellen over egenskaper for materialer med en amorf-krystallinsk struktur, blir det kjent at porselen inneholder den maksimale prosentandelen av glassfase. Tallene svinger mellom 40-60 prosent. Vi vil se det laveste innholdet i eksempelet med steinstøping – under 5 prosent. Samtidig vil keramiske fliser ha høyere vannabsorpsjon.
Industrimaterialer som porselen, keramiske fliser, steinstøping og glasskeramikk er som kjent amorfe-krystallinske stoffer, fordi de inneholder glassaktige faser og samtidig krystaller i sammensetningen. Samtidig skal det bemerkes at materialenes egenskaper ikke avhenger av innholdet av glassfaser i det.
Amorfe metaller
Bruken av amorfe stoffer er mest aktivt utført innen medisin. For eksempel brukes raskt avkjølt metall aktivt i kirurgi. Takket være utviklingen knyttet til det, har mange mennesker kunnet bevege seg selvstendig etter alvorlige skader. Saken er at substansen i en amorf struktur er et utmerket biomateriale for implantasjon i bein. Mottattspesielle skruer, plater, pinner, pinner introduseres i tilfelle alvorlige brudd. Tidligere ble stål og titan brukt til slike formål i kirurgi. Først senere ble det lagt merke til at amorfe stoffer brytes ned veldig sakte i kroppen, og denne fantastiske egenskapen gjør det mulig for beinvev å komme seg. Deretter erstattes stoffet med bein.
Bruk av amorfe stoffer i metrologi og presisjonsmekanikk
Eksakt mekanikk er basert nettopp på nøyaktighet, og derfor kalles det det. En spesielt viktig rolle i denne industrien, så vel som i metrologi, spilles av ultrapresise indikatorer for måleinstrumenter; dette kan oppnås ved å bruke amorfe kropper i enheter. Takket være nøyaktige målinger utføres laboratorie- og vitenskapelig forskning ved institutter innen mekanikk og fysikk, nye medikamenter innhentes og vitenskapelig kunnskap forbedres.
Polymer
Et annet eksempel på bruk av et amorft stoff er polymerer. De kan sakte endres fra et fast stoff til en flytende, mens krystallinske polymerer er preget av et smeltepunkt, ikke et mykningspunkt. Hva er den fysiske tilstanden til amorfe polymerer? Hvis du gir disse stoffene en lav temperatur, kan du se at de vil være i en glassaktig tilstand og utvise egenskapene til faste stoffer. Gradvis oppvarming fører til at polymerene begynner å bevege seg inn i en tilstand med økt elastisitet.
Amorfe stoffer, som vi nettopp har gitt eksempler på, brukes intensivt iindustri. Den superelastiske tilstanden gjør at polymerer kan deformeres på noen måte, og denne tilstanden oppnås på grunn av den økte fleksibiliteten til lenker og molekyler. En ytterligere økning i temperaturen fører til at polymeren får enda mer elastiske egenskaper. Det begynner å gå over i en spesiell flytende og viskøs tilstand.
Hvis du lar situasjonen være ukontrollert og ikke forhindrer ytterligere temperaturøkning, vil polymeren gjennomgå nedbrytning, det vil si ødeleggelse. Den viskøse tilstanden viser at alle enheter av makromolekylet er svært mobile. Når et polymermolekyl flyter, retter lenkene seg ikke bare ut, men kommer også veldig nær hverandre. Intermolekylær handling gjør polymeren til et hardt stoff (gummi). Denne prosessen kalles mekanisk glassovergang. Det resulterende stoffet brukes til å produsere filmer og fibre.
Polyamider, polyakrylnitriler kan fås fra polymerer. For å lage en polymerfilm, må du tvinge polymerene gjennom matriser som har et slisset hull og påføre dem på båndet. På denne måten produseres emballasjematerialer og underlag for magnetbånd. Polymerer inkluderer også forskjellige lakker (danner skum i et organisk løsemiddel), lim og andre bindematerialer, kompositter (polymerbase med fyllstoff), plast.
Polymerapplikasjoner
Denne typen amorfe stoffer er solid forankret i livene våre. De brukes over alt. Disse inkluderer:
1. Ulike baser forproduksjon av lakk, lim, plastprodukter (fenol-formaldehydharpikser).
2. Elastomerer eller syntetisk gummi.
3. Det elektriske isolasjonsmaterialet er polyvinylklorid, eller de velkjente PVC-vinduene i plast. Den er motstandsdyktig mot brann, siden den regnes som saktebrennende, har økt mekanisk styrke og elektriske isolerende egenskaper.
4. Polyamid er et stoff med meget høy styrke og slitestyrke. Den har høye dielektriske egenskaper.
5. Plexiglass, eller polymetylmetakrylat. Vi kan bruke det innen elektroteknikk eller bruke det som materiale for konstruksjoner.
6. Fluoroplast, eller polytetrafluoretylen, er et velkjent dielektrikum som ikke viser egenskapene til oppløsning i løsemidler av organisk opprinnelse. Dens brede temperaturområde og gode dielektriske egenskaper gjør at den kan brukes som et hydrofobt eller anti-friksjonsmateriale.
7. Polystyren. Dette materialet er ikke påvirket av syrer. Det, som fluoroplast og polyamid, kan betraktes som et dielektrisk. Meget slitesterk med tanke på mekanisk påvirkning. Polystyren brukes over alt. For eksempel har det vist seg godt som et strukturelt og elektrisk isolasjonsmateriale. Den brukes i elektro- og radioteknikk.
8. Sannsynligvis den mest kjente polymeren for oss er polyetylen. Materialet viser motstand når det utsettes for aggressive miljøer, det slipper absolutt ikke fuktighet gjennom. Hvis emballasjen er laget av polyetylen, kan du ikke være redd for at innholdet vil forringes under påvirkning av sterkeregn. Polyetylen er også et dielektrikum. Bruken er omfattende. Rørkonstruksjoner, diverse elektriske produkter, isolasjonsfilm, mantler for kabler til telefon- og kraftledninger, deler til radio og annet utstyr er laget av det.
9. PVC er et høypolymermateriale. Den er syntetisk og termoplastisk. Den har en struktur av molekyler som er asymmetriske. Passer nesten ikke vann og lages ved pressing med stempling og ved støping. Polyvinylklorid brukes oftest i elektrisk industri. På grunnlag av det lages forskjellige varmeisolerende slanger og slanger for kjemisk beskyttelse, batteribanker, isolasjonshylser og pakninger, ledninger og kabler. PVC er også en utmerket erstatning for skadelig bly. Den kan ikke brukes som en høyfrekvent krets i form av et dielektrikum. Og alt på grunn av det faktum at i dette tilfellet vil de dielektriske tapene være høye. Svært ledende.
