Elk object dat een persoon omringt, is gemaakt van een bepaalde grondstof. Het dient als een verscheidenheid aan materialen. Om ze effectiever te gebruiken, moet u allereerst hun inherente eigenschappen en kenmerken zorgvuldig onderzoeken.
Soorten eigenschappen
Momenteel hebben onderzoekers drie hoofdtypen materiaaleigenschappen geïdentificeerd:
- fysiek;
- chemical;
- mechanisch.
Elk van hen beschrijft bepaalde kenmerken van een bepaald materiaal. Op hun beurt kunnen ze worden gecombineerd, bijvoorbeeld de fysische en chemische eigenschappen van materialen worden gecombineerd tot fysische en chemische eigenschappen.
Fysieke eigenschappen
Fysieke eigenschappen van materialen kenmerken hun structuur, evenals hun relatie met alle soorten processen (van fysieke aard) die uit de externe omgeving komen. Deze eigenschappen kunnen zijn:
- Specifieke kenmerken van de structuur en structurele kenmerken - waar,gemiddelde en bulkdichtheid; gesloten, open of totale dichtheid.
- Hydrofysisch (reactie op water of vorst) - wateropname, vochtverlies, vochtigheid, vorstbestendigheid.
- Thermofysisch (eigenschappen ontstaan onder invloed van warmte of koude) - thermische geleidbaarheid, warmtecapaciteit, brandwerendheid, brandwerendheid, etc.
Ze verwijzen allemaal naar de fysieke basiseigenschappen van materialen en stoffen.
Specifieke kenmerken
Echte dichtheid is een fysieke eigenschap van materialen, die wordt uitgedrukt door de verhouding van de massa van een stof tot zijn volume. In dit geval moet het bestudeerde object in absolute dichtheid zijn, dat wil zeggen zonder holtes en poriën. De gemiddelde dichtheid wordt een fysieke hoeveelheid genoemd, die wordt bepaald door de verhouding van de massa van een stof tot het volume dat het in de ruimte inneemt. Bij het berekenen van deze eigenschap omvat het volume van een object alle interne en externe poriën en holtes.
Losse stoffen worden gekenmerkt door zo'n fysieke eigenschap van materialen als bulkdichtheid. Het volume van een dergelijk studieobject omvat niet alleen de porositeit van het materiaal, maar ook de holtes gevormd tussen de elementen van de substantie.
De porositeit van een materiaal is een waarde die de mate van vulling van het totale volume van een stof met poriën uitdrukt.
Hydrofysische eigenschappen
De gevolgen van blootstelling aan water of vorst hangen grotendeels af van de mate van dichtheid en porositeit, die de mate van waterabsorptie beïnvloeden,waterdoorlatendheid, vorstbestendigheid, thermische geleidbaarheid, enz.
Wateropname is het vermogen van een stof om vocht op te nemen en vast te houden. De hoge porositeit speelt hierbij een belangrijke rol.
Vochtterugvoer is een eigenschap die tegengesteld is aan waterabsorptie, dat wil zeggen, het kenmerkt het materiaal van de kant van vochtterugvoer naar zijn omgeving. Deze waarde speelt een belangrijke rol bij de verwerking van bepaalde stoffen, bijvoorbeeld bouwmaterialen, die tijdens het bouwproces een hoge luchtvochtigheid hebben. Dankzij vochtafgifte drogen ze op tot hun vochtigheid gelijk is aan de omgeving.
Hygroscopiciteit is een eigenschap die zorgt voor de absorptie van waterdamp door een object van buitenaf. Hout kan bijvoorbeeld veel vocht opnemen, waardoor het in gewicht toeneemt, de sterkte afneemt en van formaat verandert.
Krimp of krimp is een hydrofysische eigenschap van materialen, waarbij het volume en de grootte tijdens het drogen afnemen.
Waterbestendigheid is het vermogen van een stof om zijn sterkte te behouden als gevolg van vocht.
Vorstbestendigheid is het vermogen van een met water verzadigd materiaal om herhaaldelijk invriezen en ontdooien te weerstaan zonder de sterkte en vernietiging te verminderen.
Thermofysische eigenschappen
Zoals hierboven vermeld, beschrijven dergelijke eigenschappen de effecten van blootstelling aan hitte of koude op stoffen en materialen.
Thermische geleidbaarheid is het vermogen van een object om warmte over te dragen van oppervlak naar oppervlak door zijn dikte.
Warmtecapaciteit is een eigenschap van een stof die zorgt voor de absorptie van een bepaalde hoeveelheid warmte bij verhitting en het vrijgeven van dezelfde hoeveelheid warmte bij afkoeling.
Brandbestendigheid is een fysieke eigenschap van een materiaal dat het vermogen beschrijft om bestand te zijn tegen hoge temperaturen en vloeistoffen bij brand. Afhankelijk van het niveau van brandwerendheid kunnen materialen en stoffen vuurvast, langzaam brandend en brandbaar zijn.
Vuurvastheid is het vermogen van een object om langdurige blootstelling aan hoge temperaturen te weerstaan zonder vervolgens te smelten en te vervormen. Afhankelijk van de mate van vuurvastheid kunnen stoffen vuurvast, vuurvast en smeltbaar zijn.
Damp- en gasdoorlaatbaarheid is de fysieke eigenschap van materialen om luchtgassen of waterdamp onder druk door zichzelf te laten gaan.
Chemische eigenschappen
Chemische eigenschappen worden eigenschappen genoemd die het vermogen van materialen beschrijven om te reageren op omgevingsinvloeden die leiden tot veranderingen in hun chemische structuur. Daarnaast omvatten deze eigenschappen ook kenmerkende stoffen in termen van hun invloed op de structuren van andere objecten. Vanuit het oogpunt van chemische eigenschappen worden materialen beschreven door het niveau van oplosbaarheid, zuur- en alkalibestendigheid, gasbestendigheid en anticorrosie.
Oplosbaarheid verwijst naar het vermogen van een stof om op te lossen in water, benzine, olie, terpentijn en andere oplosmiddelen.
Zuurbestendigheid geeft het weerstandsniveau van een materiaal aan tegenminerale en organische zuren.
Alkaliresistentie wordt in aanmerking genomen bij de technologische verwerking van stoffen, omdat het helpt om hun aard te herkennen.
Gasweerstand kenmerkt het vermogen van een object om weerstand te bieden aan de interactie met gassen die deel uitmaken van de atmosfeer.
Met behulp van de anticorrosie-index kunt u achterhalen hoeveel een stof kan worden vernietigd door corrosie als gevolg van blootstelling aan de externe omgeving.
Mechanische eigenschappen
Mechanische eigenschappen zijn de reacties van materialen op mechanische belastingen die erop worden uitgeoefend.
Fysieke en mechanische eigenschappen van materialen overlappen elkaar vaak, maar er zijn een aantal puur mechanische eigenschappen. Vanuit de kant van de mechanica worden stoffen gekenmerkt door elasticiteit, sterkte, hardheid, plasticiteit, vermoeidheid, broosheid, enz.
Elasticiteit is het vermogen van lichamen (vast) om weerstand te bieden aan invloeden die gericht zijn op het veranderen van hun volume of vorm. Een object met een hoge elasticiteitswaarde is bestand tegen mechanische belasting en is in staat zichzelf te repareren en keert terug naar zijn oorspronkelijke staat na beëindiging van de blootstelling.
Sterkte geeft aan hoe bestand een materiaal is tegen breuk. De maximale waarde voor een bepaald object wordt de treksterkte genoemd. Plasticiteit verwijst ook naar sterkte-indicatoren. Het is een eigenschap (kenmerk van vaste stoffen) om het uiterlijk onherroepelijk te veranderen (vervormen) onder invloed van krachten die van buitenaf komen.
Vermoeidheid is een cumulatief proces waarbij, als gevolg van herhaalde mechanische schokken, het niveau van interne spanning van het materiaal toeneemt. Dit niveau zal toenemen totdat het de elastische limiet overschrijdt, waardoor het materiaal begint af te breken.
Een van de meest voorkomende eigenschappen is hardheid. Het vertegenwoordigt het weerstandsniveau van een object tegen inspringen.
Methode om fysische eigenschappen te bepalen
Om bepaalde fysische eigenschappen van een materiaal te achterhalen, worden verschillende methoden gebruikt, die elk gericht zijn op het bestuderen van een bepaalde indicator.
Om de dichtheid van een materiaalmonster te bepalen, wordt vaak de hydrostatische weegmethode gebruikt. Het gaat om het meten van het volume van een stof door de massa van de vloeistof die het verplaatst. De ware dichtheid wordt wiskundig berekend door de massa van een object te delen door het absolute volume.
Het experiment om de hoeveelheid wateropname te bepalen, wordt in verschillende fasen uitgevoerd. Allereerst wordt een materiaalmonster gewogen, de afmetingen gemeten en het volume berekend. Daarna wordt het 48 uur ondergedompeld in water om te verzadigen met vloeistof. Na 2 dagen wordt het monster uit het water gehaald en direct gewogen, waarna de wateropname van het materiaal wiskundig wordt berekend.
De meeste methoden voor het bepalen van de fysieke eigenschappen van materialen komen in de praktijk neer op het gebruik van speciale formules.
Bepaling van chemische eigenschappen
Alle fundamentele chemische eigenschappen van stoffen worden bepaald door voorwaarden te scheppen voor de interactie van het onderzoeksobject met verschillende reagentia. Om de oplosbaarheid te bepalen, worden water, olie, benzine en andere oplosmiddelen gebruikt. De mate van oxidatie en gevoeligheid voor corrosie wordt bepaald met behulp van verschillende oxidatiemiddelen die algemene, prikkelende en intergranulaire reacties bevorderen.
Bepaling van mechanische eigenschappen
De mechanische eigenschappen van stoffen hangen grotendeels af van hun structuur, de krachten die erop worden uitgeoefend, temperatuur en externe druk. Vrijwel alle mechanische eigenschappen van materialen worden vastgesteld tijdens laboratoriumtests. De eenvoudigste hiervan zijn spanning, compressie, torsie, belasting en buigen. Zo wordt bijvoorbeeld de treksterkte van het materiaal bij buigen en samendrukken bepaald met een hydraulische pers.
Bovendien worden bij het bepalen van mechanische eigenschappen ook speciale formules gebruikt, die vaak gebaseerd zijn op de massa van een object en zijn volume.
