Jeder Gegenstand, der einen Menschen umgibt, besteht aus einem bestimmten Rohstoff. Es dient als eine Vielzahl von Materialien. Um sie effektiver zu nutzen, sollten Sie zunächst ihre inhärenten Eigenschaften und Eigenschaften sorgfältig untersuchen.
Arten von Eigenschaften
Aktuell haben Forscher drei Haupttypen von Materialeigenschaften identifiziert:
- physisch;
- chemisch;
- mechanisch.
Jeder von ihnen beschreibt bestimmte Eigenschaften eines bestimmten Materials. Sie können wiederum kombiniert werden, beispielsweise werden die physikalischen und chemischen Eigenschaften von Materialien zu physikalischen und chemischen Eigenschaften kombiniert.
Physikalische Eigenschaften
Physikalische Eigenschaften von Materialien charakterisieren ihre Struktur sowie ihre Beziehung zu allen Arten von Prozessen (physikalischer Natur), die von der äußeren Umgebung ausgehen. Diese Eigenschaften können sein:
- Besonderheiten der Struktur und Strukturmerkmale - stimmt,durchschnittliche und Schüttdichte; geschlossen, offen oder Gesamtdichte.
- Hydrophysik (Reaktion auf Wasser oder Frost) - Wasseraufnahme, Feuchtigkeitsverlust, Feuchtigkeit, Frostbeständigkeit.
- Thermophysikalische (Eigenschaften, die unter dem Einfluss von Wärme oder Kälte entstehen) - Wärmeleitfähigkeit, Wärmekapazität, Feuerwiderstand, Feuerwiderstand usw.
Sie beziehen sich alle auf die grundlegenden physikalischen Eigenschaften von Materialien und Substanzen.
Besonderheiten
Die wahre Dichte ist eine physikalische Eigenschaft von Materialien, die durch das Verhältnis der Masse eines Stoffes zu seinem Volumen ausgedrückt wird. In diesem Fall muss das untersuchte Objekt absolut dicht sein, dh ohne Hohlräume und Poren. Die durchschnittliche Dichte wird als physikalische Größe bezeichnet, die durch das Verhältnis der Masse einer Substanz zu dem von ihr im Raum eingenommenen Volumen bestimmt wird. Bei der Berechnung dieser Eigenschaft umfasst das Volumen eines Objekts alle inneren und äußeren Poren und Hohlräume.
Lose Substanzen zeichnen sich durch eine physikalische Eigenschaft von Materialien wie Schüttdichte aus. Das Volumen eines solchen Untersuchungsobjekts umfasst nicht nur die Porosität des Materials, sondern auch die zwischen den Elementen der Substanz gebildeten Hohlräume.
Die Porosität eines Materials ist ein Wert, der den Füllgrad des Gesamtvolumens eines Stoffes mit Poren ausdrückt.
Hydrophysikalische Eigenschaften
Die Folgen der Einwirkung von Wasser oder Frost hängen weitgehend von der Dichte und Porosität ab, die sich auf die Wasseraufnahme auswirken. Wasserdurchlässigkeit, Frostbeständigkeit, Wärmeleitfähigkeit etc.
Wasseraufnahme ist die Fähigkeit einer Substanz, Feuchtigkeit aufzunehmen und zu speichern. Dabei spielt die hohe Porosität eine wichtige Rolle.
Feuchtigkeitsabgabe ist eine Eigenschaft, die der Wasseraufnahme entgegengesetzt ist, dh sie charakterisiert das Material von der Seite der Feuchtigkeitsabgabe an seine Umgebung. Dieser Wert spielt eine wichtige Rolle bei der Verarbeitung bestimmter Stoffe, zum Beispiel Baumaterialien, die während des Bauprozesses eine hohe Feuchtigkeit aufweisen. Dank der Feuchtigkeitsabgabe trocknen sie aus, bis ihre Feuchtigkeit der Umgebung entspricht.
Hygroskopizität ist eine Eigenschaft, die für die Aufnahme von Wasserdampf durch einen Gegenstand von außen sorgt. Beispielsweise kann Holz viel Feuchtigkeit aufnehmen, wodurch es an Gewicht zunimmt, an Festigkeit verliert und seine Größe verändert.
Schrumpfung oder Schrumpfung ist eine hydrophysikalische Eigenschaft von Materialien, die eine Abnahme des Volumens und der Größe während des Trocknens beinh altet.
Wasserbeständigkeit ist die Fähigkeit einer Substanz, ihre Festigkeit durch Feuchtigkeit zu bewahren.
Frostbeständigkeit ist die Fähigkeit eines mit Wasser gesättigten Materials, wiederholtem Einfrieren und Auftauen zu widerstehen, ohne die Festigkeit und Zerstörung zu verringern.
Thermophysikalische Eigenschaften
Wie oben erwähnt, beschreiben solche Eigenschaften die Wirkung von Wärme- oder Kälteeinwirkung auf Stoffe und Materialien.
Wärmeleitfähigkeit ist die Fähigkeit eines Objekts, Wärme durch seine Dicke von Oberfläche zu Oberfläche zu übertragen.
Wärmekapazität ist eine Eigenschaft eines Stoffes, die dafür sorgt, dass beim Erhitzen eine bestimmte Wärmemenge aufgenommen und beim Abkühlen die gleiche Wärmemenge abgegeben wird.
Feuerbeständigkeit ist eine physikalische Eigenschaft eines Materials, die seine Fähigkeit beschreibt, hohen Temperaturen und Flüssigkeiten im Brandfall standzuh alten. Materialien und Stoffe können je nach Feuerwiderstandsgrad feuerfest, schwer entflammbar und brennbar sein.
Refraktärheit ist die Fähigkeit eines Objekts, längere Zeit hohen Temperaturen ausgesetzt zu sein, ohne dass es anschließend schmilzt und sich verformt. Je nach Feuerfestigkeit können Stoffe feuerfest, feuerfest und schmelzbar sein.
Dampf- und Gasdurchlässigkeit ist die physikalische Eigenschaft von Materialien, Luftgase oder Wasserdampf unter Druck durchzulassen.
Chemische Eigenschaften
Als chemische Eigenschaften werden Eigenschaften bezeichnet, die die Fähigkeit von Stoffen beschreiben, auf Umwelteinflüsse zu reagieren, die zu Veränderungen ihrer chemischen Struktur führen. Darüber hinaus gehört zu diesen Eigenschaften auch die Charakterisierung von Stoffen hinsichtlich ihres Einflusses auf die Strukturen anderer Objekte. Aus Sicht der chemischen Eigenschaften werden Materialien durch Löslichkeit, Säure- und Laugenbeständigkeit, Gasbeständigkeit und Korrosionsschutz beschrieben.
Löslichkeit bezieht sich auf die Fähigkeit einer Substanz, sich in Wasser, Benzin, Öl, Terpentin und anderen Lösungsmitteln aufzulösen.
Säurebeständigkeit gibt an, wie beständig ein Material istmineralische und organische Säuren.
Alkaliresistenz wird bei der technologischen Verarbeitung von Stoffen berücksichtigt, da sie hilft, ihre Natur zu erkennen.
Gasbeständigkeit charakterisiert die Fähigkeit eines Objekts, der Wechselwirkung mit Gasen zu widerstehen, die Teil der Atmosphäre sind.
Anhand des Korrosionsschutzindex können Sie herausfinden, wie stark ein Stoff durch Korrosion zerstört werden kann, wenn er der äußeren Umgebung ausgesetzt wird.
Mechanische Eigenschaften
Mechanische Eigenschaften sind die Reaktionen von Materialien auf mechanische Belastungen, denen sie ausgesetzt sind.
Physikalische und mechanische Eigenschaften von Materialien überschneiden sich oft, aber es gibt eine Reihe rein mechanischer Eigenschaften. Von der Mechanik her werden Stoffe durch Elastizität, Festigkeit, Härte, Plastizität, Ermüdung, Sprödigkeit usw. charakterisiert.
Elastizität ist die Fähigkeit von (festen) Körpern, Einflüssen zu widerstehen, die darauf abzielen, ihr Volumen oder ihre Form zu verändern. Ein Objekt mit einem hohen Elastizitätswert ist widerstandsfähig gegen mechanische Beanspruchung und kann sich selbst reparieren, indem es nach Beendigung der Exposition in seinen ursprünglichen Zustand zurückkehrt.
Stärke gibt an, wie widerstandsfähig ein Material gegen Bruch ist. Sein Maximalwert für ein bestimmtes Objekt wird als Zugfestigkeit bezeichnet. Plastizität bezieht sich auch auf Festigkeitsindikatoren. Es ist eine Eigenschaft (Eigenschaft von Festkörpern), unter dem Einfluss von außen einwirkender Kräfte ihr Aussehen unwiderruflich zu verändern (zu verformen).
Ermüdung ist ein kumulativer Prozess, bei dem durch wiederholte mechanische Einwirkungen die Eigenspannung des Materials zunimmt. Dieses Niveau steigt, bis es die Elastizitätsgrenze überschreitet, wodurch das Material zu zerfallen beginnt.
Eine der häufigsten Eigenschaften ist die Härte. Er stellt den Grad der Widerstandsfähigkeit eines Objekts gegen Eindrücke dar.
Methode zur Bestimmung physikalischer Eigenschaften
Um bestimmte physikalische Eigenschaften eines Materials herauszufinden, werden verschiedene Methoden verwendet, die jeweils darauf abzielen, einen bestimmten Indikator zu untersuchen.
Um die Dichte einer Materialprobe zu bestimmen, wird häufig das hydrostatische Wägeverfahren eingesetzt. Dabei wird das Volumen eines Stoffes durch die Masse der Flüssigkeit, die er verdrängt, gemessen. Die wahre Dichte wird mathematisch berechnet, indem die Masse eines Objekts durch sein absolutes Volumen dividiert wird.
Der Versuch zur Bestimmung der Wasseraufnahme erfolgt in mehreren Stufen. Zunächst wird eine Materialprobe gewogen, ihre Abmessungen gemessen und das Volumen berechnet. Danach wird es 48 Stunden lang in Wasser getaucht, um es mit Flüssigkeit zu sättigen. Nach 2 Tagen wird die Probe aus dem Wasser genommen und sofort gewogen, danach wird die Wasseraufnahme des Materials rechnerisch berechnet.
Die meisten Methoden zur Bestimmung der physikalischen Eigenschaften von Materialien laufen in der Praxis auf die Verwendung spezieller Formeln hinaus.
Bestimmung chemischer Eigenschaften
Alle grundlegenden chemischen Eigenschaften von Substanzen werden bestimmt, indem Bedingungen für die Wechselwirkung des Untersuchungsobjekts mit verschiedenen Reagenzien geschaffen werden. Zur Bestimmung der Löslichkeit werden Wasser, Öl, Benzin und andere Lösungsmittel verwendet. Der Oxidationsgrad und die Korrosionsanfälligkeit werden mit verschiedenen Oxidationsmitteln bestimmt, die allgemeine, Petting- und intergranulare Reaktionen fördern.
Bestimmung mechanischer Eigenschaften
Die mechanischen Eigenschaften von Stoffen hängen maßgeblich von ihrer Struktur, den einwirkenden Kräften, der Temperatur und dem äußeren Druck ab. Nahezu alle mechanischen Eigenschaften von Werkstoffen werden im Rahmen von Laborversuchen ermittelt. Die einfachsten davon sind Zug, Druck, Torsion, Belastung und Biegung. So wird beispielsweise die Zugfestigkeit des Materials bei Biegung und Druck mit einer hydraulischen Presse ermittelt.
Außerdem werden bei der Bestimmung mechanischer Eigenschaften auch spezielle Formeln verwendet, die oft auf der Masse eines Objekts und seinem Volumen basieren.
