T'has preguntat mai quines són les misterioses substàncies amorfes? En estructura, es diferencien tant del sòlid com del líquid. El fet és que aquests cossos es troben en un estat condensat especial, que només té un ordre de curt abast. Exemples de substàncies amorfes són la resina, el vidre, l'ambre, el cautxú, el polietilè, el clorur de polivinil (les nostres finestres de plàstic preferides), diversos polímers i altres. Són sòlids que no tenen una xarxa cristal·lina. També inclouen cera de segellat, diversos adhesius, ebonita i plàstics.
Propietats inusuals de les substàncies amorfes
Durant la divisió, les cares no es formen en cossos amorfs. Les partícules són completament aleatòries i es troben a una distància propera les unes de les altres. Poden ser molt gruixudes i viscoses. Com es veuen afectats per influències externes? Sota la influència de diverses temperatures, els cossos esdevenen fluids, com els líquids, i alhora força elàstics. En el cas que l'impacte extern duri poc, les substàncies d'estructura amorfa poden trencar-se en trossos amb un cop potent. llargla influència externa fa que flueixin simplement.
Prova un petit experiment de resina a casa. Col·loqueu-lo sobre una superfície dura i notareu que comença a fluir suaument. Això sí, és una substància amorfa! La velocitat depèn dels indicadors de temperatura. Si és molt alt, aleshores la resina començarà a estendre's notablement més ràpid.
Què més és típic d'aquests cossos? Poden adoptar qualsevol forma. Si les substàncies amorfes en forma de petites partícules es col·loquen en un recipient, per exemple, en una gerra, també tindran la forma d'un recipient. També són isòtrops, és a dir, presenten les mateixes propietats físiques en totes direccions.
Fus i transició a altres estats. Metall i vidre
L'estat amorf de la matèria no implica el manteniment de cap temperatura en particular. A baixes taxes, els cossos es congelen, a altes velocitats, es fonen. Per cert, el grau de viscositat d'aquestes substàncies també depèn d'això. Les baixes temperatures contribueixen a reduir la viscositat, les altes temperatures, per contra, l'augmenten.
Per a les substàncies de tipus amorf, es pot distingir una característica més: la transició a l'estat cristal·lí i espontani. Per què passa això? L'energia interna en un cos cristal·lí és molt menor que en un amorf. Ho podem veure en l'exemple dels productes de vidre: amb el temps, les ulleres es tornen ennuvolades.
Vidre metàl·lic: què és? El metall es pot treure de la xarxa cristal·linadurant la fusió, és a dir, fer vidre una substància d'estructura amorfa. Durant la solidificació sota refredament artificial, es torna a formar la xarxa cristal·lina. El metall amorf té una resistència a la corrosió senzillament sorprenent. Per exemple, una carrosseria d'automòbil feta d'ella no necessitaria diversos recobriments, ja que no estaria sotmesa a una destrucció espontània. Una substància amorfa és un cos l'estructura atòmica del qual té una força sense precedents, la qual cosa significa que un metall amorf es podria utilitzar en absolutament qualsevol sector industrial.
Estructura cristal·lina de les substàncies
Per conèixer bé les característiques dels metalls i poder treballar-hi, cal tenir coneixements sobre l'estructura cristal·lina de determinades substàncies. La producció de productes metàl·lics i el camp de la metal·lúrgia no haurien pogut aconseguir aquest desenvolupament si la gent no tingués certs coneixements sobre els canvis en l'estructura dels aliatges, els mètodes tecnològics i les característiques operatives.
Els quatre estats de la matèria
És ben sabut que hi ha quatre estats d'agregació: sòlid, líquid, gasós, plasma. Les substàncies sòlides amorfes també poden ser cristal·lines. Amb aquesta estructura, es pot observar la periodicitat espacial en la disposició de les partícules. Aquestes partícules dels cristalls poden realitzar moviments periòdics. En tots els cossos que observem en estat gasós o líquid, es pot notar el moviment de partícules en forma de desordre caòtic. Sòlids amorfs (com metalls enestat condensat: ebonita, productes de vidre, resines) es poden anomenar líquids de tipus congelat, perquè quan canvien de forma, es pot notar una característica tan característica com la viscositat.
La diferència entre els cossos amorfs de gasos i líquids
Les manifestacions de plasticitat, elasticitat, enduriment durant la deformació són característiques de molts cossos. Les substàncies cristal·lines i amorfes tenen aquestes característiques en major mesura, mentre que els líquids i els gasos no. Però, d' altra banda, podeu veure que contribueixen a un canvi elàstic de volum.
Substàncies cristal·lines i amorfes. Propietats físiques i mecàniques
Què són les substàncies cristal·lines i amorfes? Com s'ha esmentat anteriorment, es poden anomenar amorfs aquells cossos que tenen un coeficient de viscositat enorme i, a temperatura normal, la seva fluïdesa és impossible. Però l' alta temperatura, al contrari, permet que siguin fluids, com un líquid.
Les substàncies de tipus cristall semblen ser completament diferents. Aquests sòlids poden tenir el seu propi punt de fusió en funció de la pressió externa. És possible obtenir cristalls si el líquid es refreda. Si no preneu certes mesures, podeu notar que comencen a aparèixer diversos centres de cristal·lització en estat líquid. A la zona que envolta aquests centres es produeix la formació d'un sòlid. Els cristalls molt petits comencen a combinar-se entre ells en un ordre aleatori i s'obté l'anomenat policristal. Un cos així ho ésisòtrop.
Característiques de les substàncies
Què determina les característiques físiques i mecàniques dels cossos? Els enllaços atòmics són importants, igual que el tipus d'estructura cristal·lina. Els cristalls iònics es caracteritzen per enllaços iònics, el que significa una transició suau d'un àtom a un altre. En aquest cas, la formació de partícules carregades positivament i negativament. Podem observar l'enllaç iònic en un exemple senzill: aquestes característiques són característiques de diversos òxids i sals. Una altra característica dels cristalls iònics és la baixa conductivitat de la calor, però el seu rendiment pot augmentar notablement quan s'escalfa. Als nodes de la xarxa cristal·lina, podeu veure diverses molècules que es distingeixen per forts enllaços atòmics.
Molts minerals que trobem a tot arreu a la natura tenen una estructura cristal·lina. I l'estat amorf de la matèria és també la naturalesa en la seva forma més pura. Només en aquest cas el cos és una cosa sense forma, però els cristalls poden prendre la forma dels més bells poliedres amb cares planes, així com formar nous cossos sòlids d'una bellesa i puresa sorprenents.
Què són els cristalls? Estructura cristal·lina amorfa
La forma d'aquests cossos és constant per a una determinada connexió. Per exemple, el beril sempre sembla un prisma hexagonal. Fes un petit experiment. Agafeu un petit cristall de sal cúbica (bola) i poseu-lo en una solució especial el més saturada possible amb la mateixa sal. Amb el temps, notareu que aquest cos s'ha mantingut sense canvis: ha tornat a adquirirla forma d'un cub o una bola, que és inherent als cristalls de sal.
Les substàncies amorfes-cristal·lines són cossos que poden contenir tant fases amorfes com cristal·lines. Què influeix en les propietats dels materials d'aquesta estructura? Principalment diferent proporció de volums i diferent disposició entre si. Exemples habituals d'aquestes substàncies són materials de ceràmica, porcellana, vitroceràmica. A partir de la taula de propietats dels materials amb una estructura amorfa-cristal·lina, se sap que la porcellana conté el percentatge màxim de fase de vidre. Les xifres oscil·len entre el 40 i el 60 per cent. Veurem el contingut més baix en l'exemple de fosa de pedra: menys del 5 per cent. Al mateix temps, les rajoles ceràmiques tindran una major absorció d'aigua.
Com ja sabeu, els materials industrials com el porcellana, les rajoles ceràmiques, la fosa de pedra i la vitroceràmica són substàncies amorf-cristal·lines, perquè contenen fases vidroses i alhora cristalls en la seva composició. Al mateix temps, cal tenir en compte que les propietats dels materials no depenen del contingut de les fases de vidre que hi hagi.
Metalls amorfs
L'ús de substàncies amorfes es porta a terme més activament en el camp de la medicina. Per exemple, el metall que es refreda ràpidament s'utilitza activament en cirurgia. Gràcies als desenvolupaments associats, moltes persones han pogut moure's de manera independent després de ferides greus. El cas és que la substància d'una estructura amorfa és un biomaterial excel·lent per a la implantació en els ossos. RebutS'introdueixen cargols especials, plaques, passadors, passadors en cas de fractures greus. Anteriorment, l'acer i el titani s'utilitzaven per a aquests propòsits en cirurgia. Només més tard es va notar que les substàncies amorfes es descomponen molt lentament al cos, i aquesta propietat sorprenent fa possible que els teixits ossis es recuperin. Posteriorment, la substància es substitueix per l'os.
Ús de substàncies amorfes en metrologia i mecànica de precisió
La mecànica exacta es basa precisament en la precisió i, per tant, s'anomena així. Un paper especialment important en aquesta indústria, així com en metrologia, el tenen els indicadors ultraprecisos dels instruments de mesura; això es pot aconseguir mitjançant l'ús de cossos amorfs en dispositius. Gràcies a mesures precises, en instituts de l'àmbit de la mecànica i la física es duen a terme investigacions de laboratori i científics, s'obtenen nous fàrmacs i es millora el coneixement científic.
Polímers
Un altre exemple de l'ús d'una substància amorfa són els polímers. Poden canviar lentament d'un sòlid a un líquid, mentre que els polímers cristal·lins es caracteritzen per un punt de fusió, no un punt d'estoviment. Quin és l'estat físic dels polímers amorfs? Si doneu a aquestes substàncies una temperatura baixa, podeu veure que estaran en estat vidre i presentaran les propietats dels sòlids. L'escalfament gradual fa que els polímers comencin a passar a un estat d'elasticitat augmentada.
Les substàncies amorfes, exemples de les quals acabem de donar, s'utilitzen intensament enindústria. L'estat superelàstic permet que els polímers es deformen de qualsevol manera, i aquest estat s'aconsegueix a causa de l'augment de la flexibilitat dels enllaços i les molècules. Un nou augment de la temperatura condueix al fet que el polímer adquireix propietats encara més elàstiques. Comença a passar a un estat fluid i viscós especial.
Si deixes la situació descontrolada i no impedeixes un nou augment de la temperatura, el polímer patirà una degradació, és a dir, una destrucció. L'estat viscós mostra que totes les unitats de la macromolècula són molt mòbils. Quan flueix una molècula de polímer, els enllaços no només s'adrecen, sinó que també s'acosten molt entre si. L'acció intermolecular converteix el polímer en una substància dura (goma). Aquest procés s'anomena transició vítrea mecànica. La substància resultant s'utilitza per produir pel·lícules i fibres.
A partir de polímers es poden obtenir poliamides, poliacrilonitrils. Per fer una pel·lícula de polímer, cal forçar els polímers a través de matrius que tenen un forat ranurat i aplicar-los a la cinta. D'aquesta manera es produeixen materials d'embalatge i bases per a cintes magnètiques. Els polímers també inclouen diversos vernissos (formant escuma en un dissolvent orgànic), adhesius i altres materials d'unió, materials compostos (base de polímer amb farciment), plàstics.
Aplicacions de polímers
Aquest tipus de substàncies amorfes estan fermament arrelades a les nostres vides. S'apliquen a tot arreu. Aquests inclouen:
1. Bases diverses perfabricació de vernissos, coles, productes plàstics (resines de fenol-formaldehid).
2. Elastòmers o cautxús sintètics.
3. El material aïllant elèctric és el clorur de polivinil, o les conegudes finestres de PVC de plàstic. És resistent al foc, ja que es considera de combustió lenta, té una major resistència mecànica i propietats aïllants elèctrics.
4. La poliamida és una substància amb molt alta resistència i resistència al desgast. Té unes característiques dielèctriques elevades.
5. Plexiglas o metacrilat de polimetil. El podem utilitzar en el camp de l'enginyeria elèctrica o com a material per a estructures.
6. El fluoroplast, o politetrafluoroetilè, és un dielèctric ben conegut que no presenta les propietats de dissolució en dissolvents d'origen orgànic. El seu ampli rang de temperatures i les seves bones propietats dielèctriques permeten utilitzar-lo com a material hidròfob o antifricció.
7. Poliestirè. Aquest material no es veu afectat pels àcids. Com el fluoroplàstic i la poliamida, es pot considerar un dielèctric. Molt durador pel que fa a l'impacte mecànic. El poliestirè s'utilitza a tot arreu. Per exemple, ha demostrat ser un material aïllant estructural i elèctric. S'utilitza en enginyeria elèctrica i de ràdio.
8. Probablement el polímer més famós per a nos altres és el polietilè. El material presenta resistència quan s'exposa a ambients agressius, absolutament no deixa passar la humitat. Si l'embalatge està fet de polietilè, no podeu tenir por que el contingut es deteriori sota la influència de fortespluja. El polietilè també és un dielèctric. La seva aplicació és extensa. Es fabriquen estructures de canonades, diversos productes elèctrics, pel·lícules aïllants, beines per a cables de línies telefòniques i elèctriques, peces per a ràdio i altres equips.
9. El PVC és un material d' alt polímer. És sintètic i termoplàstic. Té una estructura de molècules que són asimètriques. Gairebé no passa aigua i es fa per premsat amb estampació i per emmotllament. El clorur de polivinil s'utilitza més sovint a la indústria elèctrica. Sobre la seva base, es creen diverses mànegues i mànegues termoaïllants per a protecció química, bancs de bateries, mànegues i juntes aïllants, cables i cables. El PVC també és un excel·lent substitut del plom nociu. No es pot utilitzar com a circuit d' alta freqüència en forma de dielèctric. I tot a causa del fet que en aquest cas les pèrdues dielèctriques seran elevades. Altament conductor.
