Minden anyagnak van fizikai, mechanikai, hőfizikai, szilárdsági, kémiai, hidrofizikai és sok egyéb tulajdonsága. De ebben a cikkben kifejezetten elemezzük az elsőt - az anyag fizikai tulajdonságait. Adjunk definíciót, soroljuk fel konkrétan, hogy mi rejtőzik alattuk, és írjuk le részletesen az egyes tulajdonságokat.
Definíció
Egy anyag fizikai tulajdonságai – minden olyan tulajdonság, amely az anyagokban rejlő kémiai hatás nélkül.
Minden anyag változatlan marad (önmagában) egyetlen feltétel mellett – mindaddig, amíg összetétele, valamint molekuláinak szerkezete változatlan. Ha az anyag nem molekuláris, akkor az összetétele és az atomok közötti kötés változatlan marad. És már az anyag fizikai tulajdonságainak és egyéb jellemzőinek különbségei is segítik az abból álló keverékek szétválasztását.
Azt is fontos tudni, hogy egy anyag fizikai tulajdonságai a különféle adalékanyagok esetében eltérőek lehetnek. Mondjuk termikus, elektromos, mechanikai, fizikai, optikaiaz anyag tulajdonságai a kristály választott irányától függenek.
A kifejezés kitöltése
Az anyag fizikai tulajdonságai a következők:
- Viszkozitás.
- Olvadáspont.
- Sűrűség.
- Forráspont.
- Hővezetőképesség.
- Színes.
- Konzisztencia.
- Dielektromos áteresztőképesség.
- Abszorpció.
- Hőkapacitás.
- Kiadás.
- Radioaktivitás.
- Induktivitás.
- Göndör.
- Elektromos vezetőképesség.
És az anyag fizikai tulajdonságait főként a következők képviselik:
- Sűrűség.
- Üresség.
- Porozitás.
- Higroszkóposság.
- Vízáteresztő képesség.
- Nedvességvisszatérés.
- Vízfelvétel.
- Légálló.
- Fagyállóság.
- Hőellenállás.
- Hővezetőképesség.
- Tűzgátló.
- Tűzállóság.
- Sugárzásállóság.
- Vegyi ellenállás.
- Tartósság.
Az anyagok fizikai, kémiai és technológiai tulajdonságai egyformán fontosak. De az első kategóriát részletesebben elemezzük. Mutassuk be a szerkezeti anyagok legfontosabb fizikai tulajdonságainak jellemzőit.
Sűrűség
Az egyik legfontosabb tulajdonság az anyagtudományban. A sűrűség három kategóriába sorolható:
- Igaz. Tömeg egységnyi térfogatraabszolút sűrűnek tekinthető anyag.
- Átlagos. Ez már egységnyi térfogat tömege az anyag természetes állapotában (pórusokkal és üregekkel). Így az azonos anyagból készült termékek átlagos sűrűsége eltérő lehet – az üregességtől és a porozitástól függően.
- Tömeges. Laza anyagokhoz használják - ez homok, zúzott kő, cement. Ez a porított és szemcsés anyagok tömegének aránya az általuk elfogl alt teljes térfogathoz (a részecskék közötti teret is figyelembe veszik a számítások).
Az anyag sűrűsége befolyásolja technológiai jellemzőit - szilárdságot, hővezető képességet. Ez közvetlenül függ a porozitástól és a páratartalomtól. A páratartalom növekedésével a sűrűség növekszik. Ez is egy jellemző mutató az anyag költséghatékonyságának meghatározására.
Porozitás
Az anyagok fizikai, technológiai és mechanikai tulajdonságai között a porozitás sem utolsó. Ez a termék térfogatának pórusokkal való kitöltésének mértéke.
Ebben az összefüggésben a pórusok a vízzel vagy levegővel telt legkisebb sejtek. Lehetnek nagyok vagy kicsik, nyitottak vagy zártak. Ha például kis pórusokat levegővel töltenek meg, ez növeli az anyag hőszigetelő tulajdonságait. A porozitás értéke segít megítélni más fontos jellemzőket - tartósság, szilárdság, vízfelvétel, sűrűség.
A nyitott pórusok a környezettel és egymással is kommunikálnak, mesterségesen feltölthetők vízzelamikor az anyagot folyadékba merítjük. Általában felváltva zártokkal. A hangelnyelő anyagokban például mesterségesen hoznak létre nyitott porozitást és perforációt – a hangenergia intenzívebb elnyeléséhez.
A zárt pórusok eloszlását és méretét a következőképpen jellemezzük:
- A pórustérfogat egységnyi térfogatra jutó eloszlásának integrál görbéje a sugarak mentén.
- Differenciális pórustérfogat-eloszlási görbe.
Üresség
Továbbra is figyelembe vesszük az anyagok fizikai tulajdonságait (sűrűség, fagyállóság és egyebek). A következő az üresség. Ez a neve annak az üregeknek, amelyek a laza, omlós anyagszemcsék között keletkeznek. Ez zúzott kő, homok stb.
Vízáteresztő képesség
A vízáteresztő képesség az anyag azon képessége, hogy száradáskor folyadékot enged fel, nedves állapotban pedig vizet szív fel.
Az anyagok fizikai tulajdonságainak tanulmányozása során figyelni kell arra, hogy a vízzel való telítés kétféleképpen történhet: folyékony halmazállapotú anyaggal vagy csak gőzének kitéve..
Innen származik még két fontos tulajdonság – ez a higroszkóposság és a vízfelvétel.
Higroszkóposság
Hogyan határozzák meg az anyagok ezen fizikai tulajdonságát az anyagtudományban? Higroszkóposság - képes felszívni a vízgőzt és bent tartanikapilláris kondenzáció miatt. Ez közvetlenül függ a levegő relatív páratartalmától és hőmérsékletétől, az anyag méretétől, változatosságától és pórusainak számától, természetétől.
Ha egy anyag felületével aktívan vonzza a vízmolekulákat, akkor azt hidrofilnek nevezzük. Ha az anyag éppen ellenkezőleg, taszítja őket magától, akkor ezt hidrofóbnak nevezik. Ezenkívül egyes hidrofil anyagok jól oldódnak vízben, míg a hidrofób anyagok ellenállnak a vizes közeg hatásainak.
Vízfelvétel
Ha röviden beszélünk az építőanyagok fizikai tulajdonságairól, akkor nem hagyhatjuk figyelmen kívül a vízfelvételt - a folyadékmegtartó és -elnyelő képességet. A tulajdonságot a száraz anyag által felszívott víz térfogata jellemzi, amikor az teljesen vízbe merül. A tömeg (anyag) százalékában kifejezve.
A vízfelvétel kisebb lesz, mint a termék valódi porozitása, mivel bizonyos számú pórus zárva marad. Ezért számuktól, mennyiségüktől és nyitottságuk mértékétől fog változni. Az anyag természete, hidrofilitása is befolyásolja az értéket.
Az anyag vízzel való telítődése következtében más fizikai tulajdonságai időnként jelentősen megváltoznak: nő a hővezető képesség és a sűrűség, nő a térfogat (tipikusan agyagra, fára), a szilárdság csökken az egyedek közötti kötések felbomlása miatt. részecskék.
Nedvességvisszatérítés
Ez az anyag azon képessége, hogy nedvességet engedjen ki a környezetbe. bekapcsolva lennia levegő, a nyersanyagok és a termékek csak bizonyos körülmények között - relatív egyensúlyi páratartalom mellett - tartják meg páratartalmukat. Ha a mutató ez alatt az érték alatt van, akkor az anyag elkezd nedvességet bocsátani a légkörbe, és kiszárad.
Ennek a folyamatnak a sebessége több tényezőtől függ: az anyag páratartalma és a levegő páratartalma közötti különbségtől (minél nagyobb, annál intenzívebb a száradás), az anyag tulajdonságaitól maga - porozitása, természete, hidrofóbsága. Tehát egy nagy pórusú, hidrofób nyersanyag könnyebben folyékony lesz, mint egy hidrofil, kis pórusú anyag.
Légellenállás
A légellenállás az anyag azon képessége, hogy ellenáll az ismételt szisztematikus szárításnak és nedvesítésnek hosszú ideig anélkül, hogy mechanikai sűrűsége csökkenne, és jelentős deformáció nélkül.
Egyes anyagok időnként megnedvesítve duzzadni kezdenek, mások zsugorodnak, mások túlságosan meghajlanak. A fa például váltakozó alakváltozásoknak van kitéve. A gyakori nedvesség hatására száradó cement hajlamos lebomlani, morzsolódik.
Vízáteresztő képesség
Ez egy fizikai tulajdonság – az anyagok azon képessége, hogy nyomás alatt folyadékot engedjenek át rajtuk. Jellemzője a víz térfogata, amely 1 négyzetméteren 1 óra alatt áthalad. m anyag 1 MPa nyomás alatt.
Fontos megjegyezni, hogy léteznek teljesen vízálló anyagok is. Ezek az acél, bitumen, üveg, a fő műanyagok.
Fagyállóság
Fontos fizikai tulajdonság az orosz valóságban. Ez a neve a vízzel telített anyag azon képességének, hogy ellenáll az ismétlődő váltakozó fagyasztásnak és felengedésnek anélkül, hogy jelentős szilárdságcsökkenés, látható tönkremeneteli jelek jelennének meg.
A folyamat során bekövetkező pusztulás gyakran annak a ténynek köszönhető, hogy fagyáskor a víz térfogata körülbelül 9%-kal megnő. Ugyanakkor a legnagyobb tágulása jégre való átálláskor -4 °C-on figyelhető meg. Az anyag pórusainak vízzel való feltöltésekor, annak kitágulásakor és megfagyásakor a pórusfalak jelentős károsodást szenvednek, ami az anyag pusztulásához vezet.
Ennek megfelelően a fagyállóság határozza meg a pórusok vízzel való telítettségének mértékét és sűrűségét. Sűrű anyagok, amelyek fagyállónak tekinthetők. A porózus anyagok közül csak azok sorolhatók ebbe a kategóriába, amelyeket a zárt pórusok nagy jelenléte jellemez. Vagy amelynek pórusai legfeljebb 90%-ban tele vannak vízzel.
A fizikai tulajdonságok az anyagok fontos képességeit képviselhetik. Néhányat már részletesen tárgy altunk a cikkben. Ez az a képesség, hogy ellenáll a hidegnek, az ismételt vízzel való feltöltésnek és szárításnak, megtartja, felszívja, felszabadítja a folyadékot és más fontos jellemzőket.
