Orice obiect care înconjoară o persoană este fabricat dintr-o anumită materie primă. Servește ca o varietate de materiale. Pentru a le folosi mai eficient, în primul rând, ar trebui să le examinați cu atenție proprietățile și caracteristicile inerente.
Tipuri de proprietăți
În prezent, cercetătorii au identificat trei tipuri principale de proprietăți ale materialelor:
- fizic;
- chimic;
- mecanic.
Fiecare dintre ele descrie anumite caracteristici ale unui anumit material. La rândul lor, ele pot fi combinate, de exemplu, proprietățile fizice și chimice ale materialelor sunt combinate în proprietăți fizice și chimice.
Proprietăți fizice
Proprietățile fizice ale materialelor caracterizează structura acestora, precum și relația lor cu orice fel de procese (de natură fizică) care provin din mediul extern. Aceste proprietăți pot fi:
- Caracteristici specifice ale structurii și caracteristici structurale - adevărat,densitatea medie și în vrac; închis, deschis sau densitate totală.
- Hidrofizic (răspuns la apă sau îngheț) - absorbție de apă, pierdere de umiditate, umiditate, rezistență la îngheț.
- Termofizice (proprietăți care apar sub influența căldurii sau a frigului) - conductivitate termică, capacitate termică, rezistență la foc, rezistență la foc etc.
Toate se referă la proprietățile fizice de bază ale materialelor și substanțelor.
Caracteristici specifice
Densitatea adevărată este o proprietate fizică a materialelor, care este exprimată prin raportul dintre masa unei substanțe și volumul acesteia. În acest caz, obiectul studiat trebuie să fie în densitate absolută, adică fără goluri și pori. Densitatea medie se numește mărime fizică, care este determinată de raportul dintre masa unei substanțe și volumul ocupat de aceasta în spațiu. Când se calculează această proprietate, volumul unui obiect include toți porii și golurile interne și externe.
Substanțele libere sunt caracterizate de o astfel de proprietate fizică a materialelor precum densitatea în vrac. Volumul unui astfel de obiect de studiu include nu numai porozitatea materialului, ci și golurile formate între elementele substanței.
Porozitatea unui material este o valoare care exprimă gradul de umplere a volumului total al unei substanțe cu pori.
Proprietăți hidrofizice
Consecințele expunerii la apă sau îngheț depind în mare măsură de gradul de densitate și porozitate a acesteia, care afectează nivelul de absorbție a apei,permeabilitate la apă, rezistență la îngheț, conductivitate termică etc.
Absorbția apei este capacitatea unei substanțe de a absorbi și reține umiditatea. Nivelul ridicat de porozitate joacă un rol important în acest sens.
Returul umidității este o proprietate opusă absorbției de apă, adică caracterizează materialul din partea de întoarcere a umidității în mediul său. Această valoare joacă un rol important în prelucrarea anumitor substanțe, de exemplu, materialele de construcție, care au umiditate ridicată în timpul procesului de construcție. Datorită eliberării de umiditate, se usucă până când umiditatea lor este egală cu cea a mediului.
Higroscopicitatea este o proprietate care asigură absorbția vaporilor de apă de către un obiect din exterior. De exemplu, lemnul poate absorbi multă umiditate, ceea ce face ca acesta să crească în greutate, să scadă rezistența și să schimbe dimensiunea.
Contracția sau contracția este o proprietate hidrofizică a materialelor, care implică o scădere a volumului și a dimensiunii sale în timpul uscării.
Rezistența la apă este capacitatea unei substanțe de a-și păstra rezistența ca urmare a umidității.
Rezistența la îngheț este capacitatea unui material saturat cu apă de a rezista la înghețurile și dezghețurile repetate fără a reduce nivelul de rezistență și distrugere.
Proprietăți termofizice
Așa cum sa menționat mai sus, astfel de proprietăți descriu efectele expunerii la căldură sau frig asupra substanțelor și materialelor.
Conductivitatea termică este capacitatea unui obiect de a transfera căldură de la suprafață la suprafață prin grosimea sa.
Capacitatea de căldură este o proprietate a unei substanțe care asigură absorbția unei anumite cantități de căldură atunci când este încălzită și eliberarea aceleiași cantități de căldură când este răcită.
Rezistența la foc este o proprietate fizică a unui material care descrie capacitatea acestuia de a rezista la temperaturi ridicate și lichide într-un incendiu. În funcție de nivelul de rezistență la foc, materialele și substanțele pot fi ignifuge, cu ardere lentă și combustibile.
Refractaritatea este capacitatea unui obiect de a rezista la expunerea prelungită la temperaturi ridicate fără a se topi și deforma ulterioare. În funcție de nivelul de refractare, substanțele pot fi refractare, refractare și fuzibile.
Permeabilitatea la vapori și gaze este proprietatea fizică a materialelor de a trece prin ele însele sub presiune gazele de aer sau vaporii de apă.
Proprietăți chimice
Proprietățile chimice sunt numite proprietăți care descriu capacitatea materialelor de a răspunde la influențele mediului care conduc la modificări ale structurii lor chimice. În plus, aceste proprietăți includ și substanțe caracterizatoare în ceea ce privește influența lor asupra structurilor altor obiecte. Din punct de vedere al proprietăților chimice, materialele sunt descrise după nivelul de solubilitate, rezistență la acid și alcali, rezistență la gaz și anticoroziune.
Solubilitatea se referă la capacitatea unei substanțe de a se dizolva în apă, benzină, ulei, terebentină și alți solvenți.
Rezistența la acid indică nivelul de rezistență al unui material laacizi minerali și organici.
Rezistența la alcali este luată în considerare în prelucrarea tehnologică a substanțelor, deoarece ajută la recunoașterea naturii acestora.
Rezistența la gaze caracterizează capacitatea unui obiect de a rezista interacțiunii cu gazele care fac parte din atmosferă.
Folosind indicele anticoroziune, puteți afla cât de mult poate fi distrusă o substanță prin coroziune rezultată din expunerea la mediul extern.
Proprietăți mecanice
Proprietățile mecanice sunt reacțiile materialelor la sarcinile mecanice aplicate acestora.
Proprietățile fizice și mecanice ale materialelor se suprapun adesea, dar există o serie de proprietăți pur mecanice. Din partea mecanicii, substanțele se caracterizează prin elasticitate, rezistență, duritate, plasticitate, oboseală, fragilitate etc.
Elasticitatea este capacitatea corpurilor (solide) de a rezista influențelor care vizează schimbarea volumului sau formei lor. Un obiect cu o valoare mare de elasticitate este rezistent la stres mecanic și este capabil să se autorepare, revenind la starea inițială după încetarea expunerii.
Rezistența indică cât de rezistent este un material la rupere. Valoarea sa maximă pentru un anumit obiect se numește rezistență la tracțiune. Plasticitatea se referă și la indicatorii de rezistență. Este o proprietate (caracteristică solidelor) de a-și schimba irevocabil aspectul (deformarea) sub influența forțelor emanate din exterior.
Oboseala este un proces cumulativ în care, ca urmare a impacturilor mecanice repetate, nivelul tensiunii interne a materialului crește. Acest nivel va crește până când depășește limita elastică, ceea ce face ca materialul să înceapă să se descompună.
Una dintre cele mai comune proprietăți este duritatea. Reprezintă nivelul de rezistență al unui obiect la indentare.
Metoda de determinare a proprietăților fizice
Pentru a afla anumite proprietăți fizice ale unui material, se folosesc diverse metode, fiecare dintre acestea având ca scop studierea unui anumit indicator.
Pentru a determina densitatea unei probe de material, este adesea folosită metoda cântăririi hidrostatice. Constă în măsurarea volumului unei substanțe prin masa lichidului pe care îl deplasează. Densitatea adevărată se calculează matematic prin împărțirea masei unui obiect la volumul său absolut.
Experimentul pentru determinarea cantității de absorbție a apei se desfășoară în mai multe etape. În primul rând, se cântărește o probă de material, se măsoară dimensiunile acesteia și se calculează volumul. După aceea, este scufundat în apă timp de 48 de ore pentru a se satura cu lichid. După 2 zile, proba este scoasă din apă și imediat cântărită, după care se calculează matematic absorbția de apă a materialului.
Majoritatea metodelor de determinare a proprietăților fizice ale materialelor în practică se reduc la utilizarea unor formule speciale.
Determinarea proprietăților chimice
Toate proprietățile chimice de bază ale substanțelor sunt determinate prin crearea condițiilor pentru interacțiunea obiectului de studiu cu diverși reactivi. Pentru a determina solubilitatea, se utilizează apă, ulei, benzină și alți solvenți. Nivelul de oxidare și susceptibilitatea la coroziune se determină folosind diferiți agenți oxidanți care promovează reacții generale, mângâiate și intergranulare.
Determinarea caracteristicilor mecanice
Proprietățile mecanice ale substanțelor depind în mare măsură de structura lor, de forțele care le sunt aplicate, de temperatură și de presiunea exterioară. Aproape toate caracteristicile mecanice ale materialelor sunt stabilite în cursul testelor de laborator. Cele mai simple dintre acestea sunt tensiunea, compresia, torsiunea, încărcarea și îndoirea. Deci, de exemplu, rezistența la întindere a materialului la încovoiere și compresiune este determinată folosind o presă hidraulică.
În plus, la determinarea proprietăților mecanice, se folosesc și formule speciale, care se bazează adesea pe masa unui obiect și volumul acestuia.
