Elk van de materialen heeft fysieke, mechanische, thermofysische, sterkte, chemische, hydrofysische en vele andere eigenschappen. Maar in dit artikel zullen we specifiek de eerste analyseren - de fysieke eigenschappen van het materiaal. Laten we een definitie geven, specifiek opsommen wat eronder verborgen is, en ook in detail elk van de eigenschappen beschrijven.
Definitie
Fysieke eigenschappen van een materiaal - alle eigenschappen die inherent zijn aan stoffen zonder chemische actie erop.
Elk materiaal blijft onveranderd (op zichzelf) onder één voorwaarde - zolang de samenstelling ongewijzigd blijft, evenals de structuur van de moleculen. Als de stof niet-moleculair is, blijven de samenstelling en de binding tussen atomen hetzelfde. En al helpen de verschillen in de fysieke eigenschappen en andere kenmerken van het materiaal om mengsels die daaruit bestaan te scheiden.
Het is ook belangrijk om te weten dat de fysieke eigenschappen van een materiaal kunnen verschillen voor de verschillende aggregaatmaterialen. Zeg thermisch, elektrisch, mechanisch, fysiek, optischde eigenschappen van materie zijn afhankelijk van de gekozen richting in het kristal.
De term invullen
Fysieke eigenschappen van materie zijn onder meer:
- Viscositeit.
- Smeltpunt.
- Dichtheid.
- Kookpunt.
- Thermische geleidbaarheid.
- Kleur.
- Consistentie.
- Diëlektrische permeabiliteit.
- Absorptie.
- Warmtecapaciteit.
- Probleem.
- Radioactiviteit.
- Inductantie.
- Krullen.
- Elektrische geleidbaarheid.
En de fysieke eigenschappen van het materiaal worden voornamelijk weergegeven door het volgende:
- Dichtheid.
- Leegte.
- Porositeit.
- Hygroscopiciteit.
- Waterdoorlatendheid.
- Vochtterugvoer.
- Wateropname.
- Luchtbestendig.
- Vorstbestendigheid.
- Thermische weerstand.
- Thermische geleidbaarheid.
- Brandvertragend.
- Vastvastheid.
- Stralingsweerstand.
- Chemische resistentie.
- Duurzaamheid.
De fysische, chemische en technologische eigenschappen van materialen zijn even belangrijk. Maar we zullen de eerste categorie in meer detail analyseren. Laten we de kenmerken van de belangrijkste fysieke eigenschappen van constructiematerialen presenteren.
Dichtheid
Een van de belangrijkste eigenschappen in de materiaalkunde. Dichtheid is onderverdeeld in drie categorieën:
- Waar. Massa per volume-eenheidmateriaal dat als absoluut dicht wordt beschouwd.
- Gemiddeld. Dit is al de massa van een eenheidsvolume in de natuurlijke staat van het materiaal (met poriën en holtes). De gemiddelde dichtheid van producten van hetzelfde materiaal kan dus verschillen - afhankelijk van de leegte en porositeit.
- Bulk. Het wordt gebruikt voor losse materialen - het is zand, steenslag, cement. Dit is de verhouding van de massa van poedervormige en korrelige materialen tot het volledige volume dat ze innemen (de ruimte tussen de deeltjes wordt ook meegenomen in de berekeningen).
De dichtheid van het materiaal beïnvloedt de technologische kenmerken - sterkte, thermische geleidbaarheid. Het hangt direct af van de porositeit en vochtigheid. Bij toenemende luchtvochtigheid zal respectievelijk de dichtheid toenemen. Dit is ook een kenmerkende indicator voor het bepalen van de kosteneffectiviteit van het materiaal.
Porositeit
Onder de fysieke, technologische en mechanische eigenschappen van materialen is porositeit niet de laatste. Dit is de mate waarin het volume van het product met poriën wordt gevuld.
In deze context zijn poriën de kleinste cellen gevuld met water of lucht. Ze kunnen groot of klein zijn, open of gesloten. Als bijvoorbeeld kleine poriën met lucht worden gevuld, verhoogt dit de warmte-isolerende eigenschappen van het materiaal. De waarde van porositeit helpt bij het beoordelen van andere belangrijke kenmerken - duurzaamheid, sterkte, wateropname, dichtheid.
Open poriën communiceren zowel met de omgeving als met elkaar, kunnen kunstmatig gevuld worden met waterwanneer het materiaal wordt ondergedompeld in een vloeistof. Meestal afgewisseld met gesloten. In geluidsabsorberende materialen worden bijvoorbeeld open porositeit en perforatie kunstmatig gecreëerd - voor een intensere absorptie van geluidsenergie.
Gesloten porieverdeling en grootte wordt als volgt gekarakteriseerd:
- Integrale verdelingscurve van het porievolume per volume-eenheid langs hun stralen.
- Differentiële porievolumeverdelingscurve.
Leegte
We blijven rekening houden met de fysieke eigenschappen van materialen (dichtheid, vorstbestendigheid en andere). De volgende is leegte. Dit is de naam van het aantal holtes dat zich vormt tussen afzonderlijke korrels los, kruimelig materiaal. Dit is steenslag, zand, enz.
Waterdoorlatendheid
Waterdoorlatendheid is het vermogen van een materiaal om vloeistof af te geven wanneer het opdroogt en water te absorberen als het nat is.
Tijdens de studie van de fysische eigenschappen van materialen, moet je letten op het feit dat verzadiging met water op twee manieren kan plaatsvinden: bij blootstelling aan een stof in vloeibare toestand of bij blootstelling aan alleen de damp.
Van hieruit komen twee andere belangrijke eigenschappen - dit is hygroscopiciteit en wateropname.
Hygroscopiciteit
Hoe wordt deze fysieke eigenschap van materialen bepaald in de materiaalkunde? Hygroscopiciteit - het vermogen om waterdamp te absorberen en binnen te houdendoor capillaire condensatie. Het hangt rechtstreeks af van de relatieve vochtigheid en temperatuur van de lucht, de grootte, de variëteit en het aantal poriën van de stof, de aard ervan.
Als een materiaal actief watermoleculen aantrekt met zijn oppervlak, wordt het hydrofiel genoemd. Als het materiaal ze daarentegen van zichzelf afstoot, wordt het hydrofoob genoemd. Bovendien zijn sommige hydrofiele materialen zeer goed oplosbaar in water, terwijl hydrofobe materialen bestand zijn tegen de effecten van waterige media.
Wateropname
Als we het kort hebben over de fysieke eigenschappen van bouwmaterialen, kunnen we niet anders dan waterabsorptie noemen - het vermogen om vloeistof vast te houden en te absorberen. De eigenschap wordt gekenmerkt door het volume water dat wordt geabsorbeerd door een droog materiaal wanneer het volledig in water is ondergedompeld. Uitgedrukt als een percentage van de massa (materiaal).
Wateropname zal minder zijn dan de werkelijke porositeit van het product, omdat een bepaald aantal poriën erin gesloten blijft. Daarom zal het variëren van hun aantal, volume, mate van openheid. De aard van het materiaal, de hydrofiliciteit ervan, zal ook de waarde beïnvloeden.
Als gevolg van verzadiging van het materiaal met water, veranderen de andere fysieke eigenschappen soms aanzienlijk: thermische geleidbaarheid en dichtheidstoename, volumetoename (typisch voor klei, hout), sterkte neemt af als gevolg van de afbraak van bindingen tussen individuele deeltjes.
Vochtterugvoer
Dit is het vermogen van een materiaal om vocht af te geven aan de omgeving. Aan zijnlucht, grondstoffen en producten behouden hun vochtigheid slechts onder bepaalde omstandigheden - bij relatieve evenwichtsluchtvochtigheid. Als de indicator onder deze waarde ligt, begint het materiaal vocht af te geven aan de atmosfeer, om uit te drogen.
De snelheid van dit proces hangt af van verschillende factoren: van het verschil tussen de vochtigheid van het materiaal zelf en de vochtigheid van de lucht (hoe groter het is, hoe intenser het drogen), van de eigenschappen van het materiaal zelf - zijn porositeit, aard, hydrofobiciteit. Dus een grondstof met grote poriën, hydrofoob zal gemakkelijker vloeibaar zijn dan een hydrofiel materiaal, met kleine poriën.
Luchtweerstand
Luchtweerstand is het vermogen van een materiaal om langdurig herhaalde systematische droging en bevochtiging te weerstaan zonder verlies van mechanische dichtheid en zonder noemenswaardige vervorming.
Sommige materialen beginnen te zwellen wanneer ze regelmatig worden bevochtigd, sommige krimpen, sommige trekken te veel krom. Zo is hout onderhevig aan afwisselende vervormingen. Cement met frequente uitdroging door vocht heeft de neiging af te breken, af te brokkelen.
Waterdoorlatendheid
Dit is een fysieke eigenschap - het vermogen van materialen om er vloeistof onder druk doorheen te laten gaan. Het wordt gekenmerkt door het volume water dat in 1 uur 1 vierkante meter passeert. m materiaal onder een druk van 1 MPa.
Het is belangrijk op te merken dat er ook volledig waterdichte materialen zijn. Dit zijn staal, bitumen, glas, de belangrijkste soorten kunststoffen.
Vorstbestendigheid
Een belangrijke fysieke eigenschap in de Russische realiteit. Dit is de naam van het vermogen van een met water verzadigd materiaal om herhaaldelijk afwisselend bevriezen en ontdooien te weerstaan zonder een significante afname in sterkte, het verschijnen van zichtbare tekenen van vernietiging.
Vernietiging tijdens dit proces is vaak te wijten aan het feit dat bij bevriezing het volume van water met ongeveer 9% toeneemt. Tegelijkertijd wordt de grootste expansie bij overgang naar ijs waargenomen bij -4 ° C. Bij het vullen van de poriën van het materiaal met water, het uitzetten en bevriezen ervan, ondervinden de poriënwanden aanzienlijke schade, wat leidt tot de vernietiging van het materiaal.
Dienovereenkomstig zal vorstbestendigheid de mate van verzadiging van de poriën met water bepalen, de dichtheid ervan. Het zijn dichte materialen die als vorstbestendig worden beschouwd. Van de poreuze kunnen alleen die die zich onderscheiden door een grote aanwezigheid van gesloten poriën aan deze categorie worden toegeschreven. Of waarvan de poriën niet meer dan 90% vol water zijn.
Fysieke eigenschappen kunnen belangrijke eigenschappen van materialen vertegenwoordigen. Sommigen van hen hebben we al in detail besproken in het artikel. Dit is het vermogen om koude, herhaalde vulling met water en drogen te weerstaan, vast te houden, te absorberen, vloeistof af te geven en andere belangrijke kenmerken.
