Hvilke som helst av materialene har fysiske, mekaniske, termofysiske, styrke, kjemiske, hydrofysiske og mange andre egenskaper. Men i denne artikkelen vil vi spesifikt analysere den første - de fysiske egenskapene til materialet. La oss gi en definisjon, spesifikt liste opp hva som er skjult under dem, og også beskrive i detalj hver av egenskapene.
Definition
Fysiske egenskaper til et materiale - alle egenskaper som er iboende i stoffer uten kjemisk påvirkning på dem.
Et materiale forblir uendret (av seg selv) under én betingelse - så lenge sammensetningen er uendret, så vel som strukturen til molekylene. Hvis stoffet er ikke-molekylært, forblir dets sammensetning og bindingen mellom atomer den samme. Og allerede forskjellene i materialets fysiske egenskaper og andre egenskaper bidrar til å skille blandinger som består av det.
Det er også viktig å vite at de fysiske egenskapene til et materiale kan være forskjellige for dets ulike tilslagsmaterialer. Si termisk, elektrisk, mekanisk, fysisk, optiskegenskapene til materie avhenger av den valgte retningen i krystallen.
Fyller termen
Materiens fysiske egenskaper inkluderer:
- Viskositet.
- Smeltepunkt.
- Density.
- Kokepunkt.
- Vermeledningsevne.
- Farge.
- Konsistens.
- Dielektrisk permeabilitet.
- Absorpsjon.
- Varmekapasitet.
- Issue.
- Radioaktivitet.
- Induktans.
- Curl.
- Elektrisk ledningsevne.
Og de fysiske egenskapene til materialet er hovedsakelig representert ved følgende:
- Density.
- tomhet.
- porøsitet.
- Hygroskopisitet.
- Vannpermeabilitet.
- fuktighetsretur.
- Vannabsorpsjon.
- Luftbestandig.
- Frostmotstand.
- Termisk motstand.
- Vermeledningsevne.
- Brannhemmende.
- Refractoriness.
- Strålingsmotstand.
- Kjemikaliebestandighet.
- Holdbarhet.
De fysiske, kjemiske og teknologiske egenskapene til materialer er like viktige. Men vi vil analysere den første kategorien mer detaljert. La oss presentere egenskapene til de viktigste fysiske egenskapene til strukturelle materialer.
Density
En av de viktigste egenskapene innen materialvitenskap. Tetthet er delt inn i tre kategorier:
- Sant. Masse per volumenhetmateriale som anses som absolutt tett.
- Gjennomsnitt. Dette er allerede massen av en enhetsvolum i materialets naturlige tilstand (med porer og hulrom). Dermed kan den gjennomsnittlige tettheten av produkter fra samme materiale være forskjellig - avhengig av tomheten og porøsiteten.
- Bulk. Det brukes til løse materialer - det er sand, pukk, sement. Dette er forholdet mellom massen av pulveriserte og granulære materialer og hele volumet de opptar (rommet mellom partiklene er også inkludert i beregningene).
Tettheten til materialet påvirker dets teknologiske egenskaper - styrke, varmeledningsevne. Det vil direkte avhenge av porøsitet og fuktighet. Med henholdsvis økende luftfuktighet vil tettheten øke. Dette er også en karakteristisk indikator for å bestemme kostnadseffektiviteten til materialet.
porøsitet
Blant de fysiske, teknologiske og mekaniske egenskapene til materialer er ikke porøsiteten den siste. Dette er graden av å fylle volumet av produktet med porer.
I denne sammenhengen er porene de minste cellene fylt med vann eller luft. De kan være store eller små, åpne eller lukkede. Hvis små porer for eksempel fylles med luft, øker dette materialets varmeisolasjonsegenskaper. Verdien av porøsitet hjelper til med å bedømme andre viktige egenskaper - holdbarhet, styrke, vannabsorpsjon, tetthet.
Åpne porer kommuniserer både med omgivelsene og med hverandre, kan fylles kunstig med vannnår materialet er nedsenket i en væske. Veksler vanligvis med lukkede. I lydabsorberende materialer er for eksempel åpen porøsitet og perforering kunstig skapt - for mer intens absorpsjon av lydenergi.
Lukket porefordeling og størrelse er karakterisert som følger:
- Integralkurve for distribusjon av porevolum per volumenhet langs deres radier.
- Differensiell porevolumfordelingskurve.
Tomhet
Vi fortsetter å vurdere de fysiske egenskapene til materialer (tetthet, frostbestandighet og andre). Den neste er tomhet. Dette er navnet på antall hulrom som dannes mellom individuelle korn av løst, smuldrende materiale. Dette er pukk, sand osv.
Vannpermeabilitet
Vannpermeabilitet er et materiales evne til å frigjøre væske når det tørker og absorbere vann når det er vått.
Under studiet av de fysiske egenskapene til materialer, må du være oppmerksom på at metning med vann kan finne sted på to måter: når det utsettes for et stoff i flytende tilstand eller når det bare utsettes for dets damp..
Herfra kommer to andre viktige egenskaper - dette er hygroskopisitet og vannabsorpsjon.
Hygroskopisitet
Hvordan bestemmes denne fysiske egenskapen til materialer i materialvitenskap? Hygroskopisitet - evnen til å absorbere vanndamp og holde dem innepå grunn av kapillær kondens. Det avhenger direkte av luftens relative fuktighet og temperatur, størrelsen, variasjonen og antall porer i stoffet, dets natur.
Hvis et materiale aktivt tiltrekker seg vannmolekyler med overflaten, kalles det hydrofilt. Hvis materialet tvert imot frastøter dem fra seg selv, kalles det hydrofobisk. I tillegg er noen hydrofile materialer svært løselige i vann, mens hydrofobe materialer motstår effekten av vandige medier.
Vannabsorpsjon
Hvis vi snakker kort om de fysiske egenskapene til byggematerialer, kan vi ikke unngå å nevne vannabsorpsjon – evnen til å holde på og absorbere væske. Eiendommen er karakterisert ved volumet av vann som absorberes av et tørt materiale når det er helt nedsenket i vann. Uttrykt som en prosentandel av massen (materialet).
Vannabsorpsjonen vil være mindre enn den sanne porøsiteten til produktet, siden et visst antall porer i det forblir lukket. Derfor vil det variere fra antall, volum, grad av åpenhet. Materialets natur, hydrofilisiteten vil også påvirke verdien.
Som et resultat av metning av materialet med vann, endres dets andre fysiske egenskaper noen ganger betydelig: termisk ledningsevne og tetthet øker, volumøkninger (typisk for leire, tre), styrke reduseres på grunn av nedbryting av bindinger mellom individuelle partikler.
fuktighetsretur
Dette er et materiales evne til å frigjøre fuktighet til miljøet. Å være påluft, råvarer og produkter beholder sin fuktighet kun under visse forhold - ved relativ luftfuktighet i likevekt. Hvis indikatoren er under denne verdien, begynner materialet å slippe ut fuktighet til atmosfæren for å tørke ut.
Hastigheten på denne prosessen avhenger av flere faktorer: av forskjellen mellom fuktigheten til selve materialet og luftfuktigheten (jo større den er, jo mer intens tørker), av materialets egenskaper seg selv - dens porøsitet, natur, hydrofobitet. Så, et råmateriale med store porer, hydrofobisk vil være lettere å gi væske enn et hydrofilt materiale, med små porer.
Luftmotstand
Luftmotstand er et materiales evne til å tåle gjentatt systematisk tørking og fukting i lang tid uten tap av dens mekaniske tetthet, samt uten vesentlig deformasjon.
Noen materialer begynner å svelle ved periodisk fukting, noen krymper, noen deformeres for mye. Tre, for eksempel, utsettes for vekslende deformasjoner. Sement med hyppig fukttørking har en tendens til å brytes ned, smuldre.
Vannpermeabilitet
Dette er en fysisk egenskap - materialers evne til å føre væske under trykk gjennom dem. Det er preget av volumet av vann, som passerer gjennom 1 kvadratmeter på 1 time. m materiale under trykk på 1 MPa.
Det er viktig å merke seg at det også finnes helt vanntette materialer. Disse er stål, bitumen, glass, hovedtypene av plast.
Frostmotstand
En viktig fysisk eiendom i russiske virkeligheter. Dette er navnet på evnen til et materiale mettet med vann til å tåle gjentatt vekslende frysing og tining uten en betydelig reduksjon i styrke, utseendet til synlige tegn på ødeleggelse.
Ødeleggelse under denne prosessen skyldes ofte at vann ved frysing øker i volumet med ca. 9 %. Samtidig observeres dens største ekspansjon ved overgang til is ved -4 °C. Ved fylling av porene i materialet med vann, dets ekspansjon og frysing, opplever poreveggene betydelig skade, noe som fører til ødeleggelse av materialet.
Følgelig vil frostmotstand bestemme graden av metning av porene med vann, dens tetthet. Det er tette materialer som anses som frostbestandige. Av de porøse kan bare de som utmerker seg ved en stor tilstedeværelse av lukkede porer tilskrives denne kategorien. Eller hvis porer ikke er mer enn 90 % fulle av vann.
Fysiske egenskaper kan representere viktige egenskaper til materialer. Noen av dem har vi allerede diskutert i detalj i artikkelen. Dette er evnen til å tåle kald, gjentatt fylling med vann og tørking, beholde, absorbere, frigjøre væske og andre viktige egenskaper.
