Qualsevol dels materials té propietats físiques, mecàniques, termofísiques, de resistència, químiques, hidrofísiques i moltes altres. Però en aquest article analitzarem específicament el primer: les propietats físiques del material. Donem una definició, enumerem específicament què s'amaga a sota i també descriurem detalladament cadascuna de les propietats.
Definició
Propietats físiques d'un material: totes les propietats inherents a les substàncies sense acció química sobre elles.
Qualsevol material es manté sense canvis (per si mateix) sota una condició: sempre que la seva composició no canviï, així com l'estructura de les seves molècules. Si la substància és no molecular, la seva composició i l'enllaç entre àtoms romanen iguals. I ja les diferències en les propietats físiques i altres característiques del material ajuden a separar les mescles que consisteixen en ell.
També és important saber que les propietats físiques d'un material poden ser diferents per als seus diferents materials agregats. Digues tèrmica, elèctrica, mecànica, física, òpticales propietats de la matèria depenen de la direcció escollida en el cristall.
Omplir el terme
Les propietats físiques de la matèria inclouen:
- Viscositat.
- Punt de fusió.
- Densitat.
- Punt d'ebullició.
- Conductivitat tèrmica.
- Color.
- Coherència.
- Permeabilitat dielèctrica.
- Absorció.
- Capacitat de calor.
- Problema.
- Radioactivitat.
- Inductància.
- Curl.
- Conductivitat elèctrica.
I les propietats físiques del material estan representades principalment per les següents:
- Densitat.
- Buit.
- Porositat.
- Higroscopicitat.
- Permeabilitat a l'aigua.
- Retorn d'humitat.
- Absorció d'aigua.
- Resistent a l'aire.
- Resistència a les gelades.
- Resistència tèrmica.
- Conductivitat tèrmica.
- Retardant de foc.
- Refractarietat.
- Resistència a la radiació.
- Resistència química.
- Durabilitat.
Les propietats físiques, químiques i tecnològiques dels materials són igualment importants. Però analitzarem la primera categoria amb més detall. Presentem les característiques de les propietats físiques més importants dels materials estructurals.
Densitat
Una de les propietats més importants de la ciència dels materials. La densitat es divideix en tres categories:
- Veritat. Massa per unitat de volummaterial que es considera absolutament dens.
- Mitjana. Aquesta ja és la massa d'una unitat de volum en l'estat natural del material (amb porus i buits). Així, la densitat mitjana dels productes del mateix material pot ser diferent, depenent del buit i la porositat.
- a granel. S'utilitza per a materials solts: és sorra, pedra picada, ciment. Aquesta és la relació entre la massa de materials en pols i granulats amb el volum sencer que ocupen (l'espai entre les partícules també s'inclou en els càlculs).
La densitat del material afecta les seves característiques tecnològiques: resistència, conductivitat tèrmica. Dependrà directament de la porositat i la humitat. Amb l'augment de la humitat, respectivament, la densitat augmentarà. Aquest també és un indicador característic per determinar la rendibilitat del material.
Porositat
Dentre les propietats físiques, tecnològiques i mecàniques dels materials, la porositat no és l'última. Aquest és el grau d'ompliment del volum del producte amb porus.
En aquest context, els porus són les cèl·lules més petites plenes d'aigua o aire. Poden ser grans o petits, oberts o tancats. Si els porus petits, per exemple, s'omplen d'aire, això augmenta les propietats d'aïllament tèrmic del material. El valor de la porositat ajuda a jutjar altres característiques importants: durabilitat, resistència, absorció d'aigua, densitat.
Els porus oberts es comuniquen amb l'entorn i entre ells, es poden omplir artificialment d'aiguaquan el material està submergit en un líquid. Normalment s' alternen amb els tancats. En els materials que absorbeixen el so, per exemple, es creen artificialment porositat oberta i perforació, per a una absorció més intensa de l'energia sonora.
La distribució i la mida dels porus tancats es caracteritzen de la següent manera:
- Corba integral de distribució del volum de porus per unitat de volum al llarg dels seus radis.
- Corba de distribució del volum de porus diferencial.
Buit
Continuem considerant les propietats físiques dels materials (densitat, resistència a les gelades i altres). El següent és el buit. Aquest és el nom del nombre de buits que es formen entre grans individuals de material solt i esmicolat. Això és pedra picada, sorra, etc.
Permeabilitat a l'aigua
La permeabilitat a l'aigua és la capacitat d'un material per alliberar líquid quan s'asseca i absorbir aigua quan està humit.
Durant l'estudi de les propietats físiques dels materials, cal parar atenció al fet que la saturació amb aigua es pot produir de dues maneres: quan s'exposa a una substància en estat líquid o quan s'exposa només al seu vapor..
D'aquí surten altres dues propietats importants: aquesta és la higroscopicitat i l'absorció d'aigua.
Higroscopicitat
Com es determina aquesta propietat física dels materials en la ciència dels materials? Higroscopicitat: la capacitat d'absorbir el vapor d'aigua i mantenir-los dinsa causa de la condensació capil·lar. Depèn directament de la humitat relativa i la temperatura de l'aire, la mida, varietat i nombre de porus de la substància, la seva naturalesa.
Si un material atrau activament les molècules d'aigua amb la seva superfície, s'anomena hidròfil. Si el material, per contra, els repel·la de si mateix, s'anomena hidrofòbic. A més, alguns materials hidròfils són altament solubles en aigua, mentre que els materials hidròfobs resisteixen els efectes dels medis aquosos.
Absorció d'aigua
Si parlem breument de les propietats físiques dels materials de construcció, no podem deixar d'esmentar l'absorció d'aigua: la capacitat de retenir i absorbir líquids. La propietat es caracteritza pel volum d'aigua que absorbeix un material sec quan està completament immers en aigua. Expressat com a percentatge de la massa (material).
L'absorció d'aigua serà menor que la veritable porositat del producte, ja que un cert nombre de porus romanen tancats. Per tant, variarà pel seu nombre, volum, grau d'obertura. La naturalesa del material, la seva hidrofilicitat també afectaran el valor.
Com a resultat de la saturació del material amb aigua, les seves altres propietats físiques de vegades canvien significativament: augment de la conductivitat tèrmica i la densitat, augment del volum (típic per a argila, fusta), la resistència disminueix a causa de la ruptura dels enllaços entre individus. partícules.
Retorn d'humitat
Aquesta és la capacitat d'un material per alliberar humitat al medi ambient. Estar encèsl'aire, les matèries primeres i els productes només conserven la seva humitat en determinades condicions, a l'equilibri relatiu d'humitat de l'aire. Si l'indicador està per sota d'aquest valor, el material comença a alliberar humitat a l'atmosfera per assecar-se.
La velocitat d'aquest procés depèn de diversos factors: de la diferència entre la humitat del propi material i la humitat de l'aire (com més gran és, més intens és l'assecat), de les propietats del material si mateix: la seva porositat, naturalesa, hidrofobicitat. Per tant, una matèria primera amb porus grans, hidròfob serà més fàcil de donar líquid que un material hidròfil, amb porus petits.
Resistència a l'aire
La resistència a l'aire és la capacitat d'un material de suportar l'assecat i la humitat sistemàtics repetits durant molt de temps sense perdre la seva densitat mecànica, així com sense deformacions importants.
Alguns materials comencen a inflar-se quan s'humitegen periòdicament, alguns s'encongeixen, alguns es deformen massa. La fusta, per exemple, està sotmesa a deformacions alternes. El ciment amb assecat freqüent amb humitat tendeix a trencar-se, a enfonsar-se.
Permeabilitat a l'aigua
Aquesta és una propietat física: la capacitat dels materials de passar líquids sota pressió a través d'ells. Es caracteritza pel volum d'aigua, que passa per 1 metre quadrat en 1 hora. m de material sota pressió d'1 MPa.
És important tenir en compte que també hi ha materials completament impermeables. Aquests són l'acer, el betum, el vidre, els principals tipus de plàstics.
Resistència a les gelades
Una propietat física important a les realitats russes. Aquest és el nom de la capacitat d'un material saturat d'aigua per suportar la congelació i la descongelació alternades repetides sense una disminució significativa de la força, l'aparició de signes visibles de destrucció.
La destrucció durant aquest procés sovint es deu al fet que quan es congela, l'aigua augmenta el seu volum al voltant d'un 9%. Al mateix temps, la seva major expansió en la transició al gel s'observa a -4 °C. Quan s'omple els porus del material amb aigua, la seva expansió i congelació, les parets dels porus experimenten danys importants, la qual cosa condueix a la destrucció del material.
En conseqüència, la resistència a les gelades determinarà el grau de saturació dels porus amb aigua, la seva densitat. Es tracta de materials densos que es consideren resistents a les gelades. Dels porosos, només es poden atribuir a aquesta categoria els que es distingeixen per una gran presència de porus tancats. O els porus dels quals no estiguin més del 90% plens d'aigua.
Les propietats físiques poden representar habilitats importants dels materials. Alguns d'ells ja els hem comentat amb detall a l'article. Aquesta és la capacitat de suportar el fred, l'ompliment repetit d'aigua i l'assecat, retenir, absorbir, alliberar líquid i altres característiques importants.
