Jedes der Materialien hat physikalische, mechanische, thermophysikalische, Festigkeits-, chemische, hydrophysikalische und viele andere Eigenschaften. Aber in diesem Artikel werden wir speziell die ersten analysieren - die physikalischen Eigenschaften des Materials. Lassen Sie uns eine Definition geben, genau auflisten, was sich darunter verbirgt, und auch jede der Eigenschaften im Detail beschreiben.
Definition
Physikalische Eigenschaften eines Materials - alle Eigenschaften, die Substanzen ohne chemische Einwirkung auf sie innewohnen.
Jedes Material bleibt (von sich aus) unter einer Bedingung unverändert - solange seine Zusammensetzung unverändert ist, ebenso wie die Struktur seiner Moleküle. Wenn die Substanz nicht molekular ist, bleiben ihre Zusammensetzung und die Bindung zwischen Atomen gleich. Und schon die Unterschiede in den physikalischen Eigenschaften und anderen Eigenschaften des Materials helfen, daraus bestehende Mischungen zu trennen.
Es ist auch wichtig zu wissen, dass die physikalischen Eigenschaften eines Materials für seine verschiedenen Zuschlagstoffe unterschiedlich sein können. Sagen wir thermisch, elektrisch, mechanisch, physikalisch, optischdie Eigenschaften der Materie hängen von der gewählten Richtung im Kristall ab.
Begriff ausfüllen
Physikalische Eigenschaften von Materie umfassen:
- Viskosität.
- Schmelzpunkt.
- Dichte.
- Siedepunkt.
- Wärmeleitfähigkeit.
- Farbe.
- Konsistenz.
- Dielektrische Permeabilität.
- Absorption.
- Wärmekapazität.
- Problem.
- Radioaktivität.
- Induktivität.
- Lock.
- Elektrische Leitfähigkeit.
Und die physikalischen Eigenschaften des Materials werden hauptsächlich durch Folgendes dargestellt:
- Dichte.
- Leere.
- Porosität.
- Hygroskopizität.
- Wasserdurchlässigkeit.
- Feuchtigkeitsrückführung.
- Wasseraufnahme.
- Luftbeständig.
- Frostbeständigkeit.
- Thermischer Widerstand.
- Wärmeleitfähigkeit.
- Feuerhemmend.
- Refraktärheit.
- Strahlungsbeständigkeit.
- Chemische Beständigkeit.
- H altbarkeit.
Die physikalischen, chemischen und technologischen Eigenschaften von Materialien sind gleichermaßen wichtig. Aber wir werden die erste Kategorie genauer analysieren. Lassen Sie uns die Eigenschaften der wichtigsten physikalischen Eigenschaften von Baumaterialien vorstellen.
Dichte
Eine der wichtigsten Eigenschaften in der Materialwissenschaft. Die Dichte wird in drei Kategorien unterteilt:
- Wahr. Masse pro VolumeneinheitMaterial, das als absolut dicht gilt.
- Durchschnitt. Dies ist bereits die Masse einer Volumeneinheit im natürlichen Zustand des Materials (mit Poren und Hohlräumen). So kann die durchschnittliche Dichte von Produkten aus dem gleichen Material unterschiedlich sein - je nach Hohlraum und Porosität.
- Masse. Es wird für lose Materialien verwendet - es ist Sand, Schotter, Zement. Dies ist das Verhältnis der Masse von pulverförmigen und körnigen Materialien zum gesamten Volumen, das sie einnehmen (der Raum zwischen den Partikeln wird ebenfalls in die Berechnungen einbezogen).
Die Dichte des Materials beeinflusst seine technologischen Eigenschaften - Festigkeit, Wärmeleitfähigkeit. Sie hängt direkt von Porosität und Feuchtigkeit ab. Mit zunehmender Luftfeuchtigkeit nimmt die Dichte zu. Dies ist auch ein charakteristischer Indikator zur Bestimmung der Wirtschaftlichkeit des Materials.
Porosität
Unter den physikalischen, technologischen und mechanischen Eigenschaften von Materialien steht die Porosität nicht an letzter Stelle. Dies ist der Füllgrad des Produktvolumens mit Poren.
Poren sind in diesem Zusammenhang die kleinsten mit Wasser oder Luft gefüllten Zellen. Sie können groß oder klein, offen oder geschlossen sein. Werden beispielsweise kleine Poren mit Luft gefüllt, erhöht dies die Wärmedämmeigenschaften des Materials. Der Wert der Porosität hilft bei der Beurteilung anderer wichtiger Eigenschaften - H altbarkeit, Festigkeit, Wasseraufnahme, Dichte.
Offene Poren kommunizieren sowohl mit der Umgebung als auch untereinander, können künstlich mit Wasser gefüllt werdenwenn das Material in eine Flüssigkeit getaucht wird. Wechseln sich normalerweise mit geschlossenen ab. In schallabsorbierenden Materialien werden beispielsweise Offenporigkeit und Perforation künstlich erzeugt – für eine intensivere Absorption der Schallenergie.
Verteilung und Größe der geschlossenen Poren wird wie folgt charakterisiert:
- Integralkurve der Verteilung des Porenvolumens pro Volumeneinheit entlang ihrer Radien.
- Differential-Porenvolumen-Verteilungskurve.
Leere
Wir berücksichtigen weiterhin die physikalischen Eigenschaften von Materialien (Dichte, Frostbeständigkeit und andere). Das nächste ist Leere. So bezeichnet man die Anzahl der Hohlräume, die sich zwischen einzelnen Körnern aus losem, krümeligem Material bilden. Dies ist Schotter, Sand usw.
Wasserdurchlässigkeit
Wasserdurchlässigkeit ist die Fähigkeit eines Materials, beim Trocknen Flüssigkeit abzugeben und im nassen Zustand Wasser aufzunehmen.
Während der Untersuchung der physikalischen Eigenschaften von Materialien müssen Sie darauf achten, dass eine Sättigung mit Wasser auf zwei Arten stattfinden kann: wenn Sie einer Substanz in flüssigem Zustand ausgesetzt sind oder wenn Sie nur ihrem Dampf ausgesetzt sind.
Daher kommen zwei weitere wichtige Eigenschaften - dies ist Hygroskopizität und Wasseraufnahme.
Hygroskopizität
Wie wird diese physikalische Eigenschaft von Materialien in der Materialwissenschaft bestimmt? Hygroskopizität - die Fähigkeit, Wasserdampf aufzunehmen und im Inneren zu h altendurch Kapillarkondensation. Sie hängt direkt von der relativen Luftfeuchtigkeit und Temperatur der Luft, der Größe, Art und Anzahl der Poren des Stoffes und seiner Beschaffenheit ab.
Wenn ein Material mit seiner Oberfläche aktiv Wassermoleküle anzieht, wird es als hydrophil bezeichnet. Wenn das Material sie dagegen von sich selbst abstößt, wird es als hydrophob bezeichnet. Darüber hinaus sind einige hydrophile Materialien gut wasserlöslich, während hydrophobe Materialien den Auswirkungen wässriger Medien widerstehen.
Wasseraufnahme
Wenn wir kurz über die physikalischen Eigenschaften von Baumaterialien sprechen, dürfen wir die Wasseraufnahme nicht unerwähnt lassen - die Fähigkeit, Flüssigkeit zu h alten und aufzunehmen. Die Eigenschaft wird durch die Wassermenge charakterisiert, die ein trockenes Material absorbiert, wenn es vollständig in Wasser eingetaucht ist. Ausgedrückt in Prozent der Masse (Material).
Die Wasseraufnahme ist geringer als die wahre Porosität des Produkts, da eine bestimmte Anzahl von Poren darin geschlossen bleibt. Daher wird es von ihrer Anzahl, ihrem Volumen und ihrem Offenheitsgrad abweichen. Auch die Beschaffenheit des Materials und seine Hydrophilie beeinflussen den Wert.
Infolge der Sättigung des Materials mit Wasser ändern sich seine anderen physikalischen Eigenschaften manchmal erheblich: Wärmeleitfähigkeit und Dichte nehmen zu, Volumen nimmt zu (typisch für Ton, Holz), Festigkeit nimmt ab, weil die Bindungen zwischen den einzelnen aufgebrochen werden Partikel.
Feuchtigkeitsrückführung
Dies ist die Fähigkeit eines Materials, Feuchtigkeit an die Umgebung abzugeben. An seinLuft, Rohstoffe und Produkte beh alten ihre Feuchtigkeit nur unter bestimmten Bedingungen - bei relativer Gleichgewichtsluftfeuchte. Wenn der Indikator unter diesem Wert liegt, beginnt das Material, Feuchtigkeit an die Atmosphäre abzugeben und auszutrocknen.
Die Geschwindigkeit dieses Prozesses hängt von mehreren Faktoren ab: von der Differenz zwischen der Feuchtigkeit des Materials selbst und der Luftfeuchtigkeit (je höher, desto intensiver die Trocknung), von den Eigenschaften des Materials selbst - seine Porosität, Natur, Hydrophobizität. Ein hydrophobes Rohmaterial mit großen Poren lässt sich also leichter verflüssigen als ein hydrophiles Material mit kleinen Poren.
Luftwiderstand
Luftwiderstand ist die Fähigkeit eines Materials, wiederholtem systematischem Trocknen und Befeuchten über lange Zeit ohne Verlust seiner mechanischen Dichte sowie ohne signifikante Verformung zu widerstehen.
Manche Materialien quellen bei regelmäßiger Befeuchtung auf, manche schrumpfen, manche verziehen sich zu stark. Holz beispielsweise ist wechselnden Verformungen ausgesetzt. Zement mit häufiger Feuchtigkeitstrocknung neigt dazu, sich zu zersetzen und zu bröckeln.
Wasserdurchlässigkeit
Dies ist eine physikalische Eigenschaft - die Fähigkeit von Materialien, Flüssigkeit unter Druck durchzulassen. Es ist durch das Wasservolumen gekennzeichnet, das in 1 Stunde durch 1 Quadratmeter fließt. m Material unter einem Druck von 1 MPa.
Es ist wichtig zu beachten, dass es auch absolut wasserdichte Materialien gibt. Dies sind Stahl, Bitumen, Glas, die wichtigsten Kunststoffarten.
Frostbeständigkeit
Eine wichtige physikalische Eigenschaft in der russischen Realität. Dies ist die Bezeichnung für die Fähigkeit eines mit Wasser gesättigten Materials, wiederholtem abwechselndem Einfrieren und Auftauen ohne signifikante Festigkeitsabnahme zu widerstehen, das Auftreten sichtbarer Anzeichen von Zerstörung.
Die Zerstörung bei diesem Vorgang ist oft darauf zurückzuführen, dass Wasser beim Gefrieren in seinem Volumen um etwa 9% zunimmt. Gleichzeitig wird seine größte Ausdehnung beim Übergang zu Eis bei -4 °C beobachtet. Beim Füllen der Poren des Materials mit Wasser, dessen Ausdehnung und Gefrieren werden die Porenwände erheblich beschädigt, was zur Zerstörung des Materials führt.
Dementsprechend bestimmt die Frostbeständigkeit den Sättigungsgrad der Poren mit Wasser, ihre Dichte. Es sind dichte Materialien, die als frostbeständig gelten. Von den porösen können dieser Kategorie nur diejenigen zugeordnet werden, die sich durch ein großes Vorhandensein geschlossener Poren auszeichnen. Oder deren Poren nicht mehr als 90 % mit Wasser gefüllt sind.
Physikalische Eigenschaften können wichtige Fähigkeiten von Materialien darstellen. Einige davon haben wir bereits im Artikel ausführlich besprochen. Dies ist die Fähigkeit, Kälte, wiederholtem Füllen mit Wasser und Trocknen zu widerstehen, Flüssigkeit zu h alten, aufzunehmen, freizusetzen und andere wichtige Eigenschaften.
