Bất kỳ vật liệu nào đều có các đặc tính vật lý, cơ học, nhiệt lý, độ bền, hóa học, thủy sinh và nhiều đặc tính khác. Nhưng trong bài viết này chúng tôi sẽ phân tích cụ thể điều đầu tiên - các tính chất vật lý của vật liệu. Hãy đưa ra định nghĩa, liệt kê cụ thể những gì ẩn dưới chúng và cũng mô tả chi tiết từng thuộc tính.
Định nghĩa
Tính chất vật lý của vật liệu - tất cả các đặc tính vốn có của chất mà không có tác động hóa học lên chúng.
Bất kỳ vật liệu nào cũng không thay đổi (tự nó) trong một điều kiện - miễn là thành phần của nó không thay đổi, cũng như cấu trúc của các phân tử của nó. Nếu chất không phải là phân tử, thành phần của nó và liên kết giữa các nguyên tử vẫn giữ nguyên. Và sự khác biệt về các tính chất vật lý và các đặc tính khác của vật liệu đã giúp phân tách các hỗn hợp bao gồm nó.
Cũng cần biết rằng các đặc tính vật lý của vật liệu có thể khác nhau đối với các vật liệu tổng hợp khác nhau của nó. Nói nhiệt, điện, cơ, vật lý, quang họccác thuộc tính của vật chất phụ thuộc vào hướng đã chọn trong tinh thể.
Điền hạn
Tính chất vật lý của vật chất bao gồm:
- Độ nhớt.
- Điểm nóng chảy.
- Mật độ.
- Điểm sôi.
- Dẫn nhiệt.
- Màu.
- Nhất quán.
- Tính thấm điện môi.
- Hấp thụ.
- Nhiệt dung.
- Vấn đề.
- Phóng xạ.
- Điện cảm.
- Xoăn.
- Độ dẫn điện.
Và các tính chất vật lý của vật liệu chủ yếu được thể hiện bằng những điều sau:
- Mật độ.
- Trống.
- Độ xốp.
- Hút ẩm.
- Khả năng thấm nước.
- Trả lại độ ẩm.
- Hút nước.
- Chống không khí.
- Chống sương giá.
- Khả năng chịu nhiệt.
- Dẫn nhiệt.
- Chống cháy.
- Độ khúc xạ.
- Chống bức xạ.
- Kháng hóa chất.
- Độ bền.
Các tính chất vật lý, hóa học và công nghệ của vật liệu đều quan trọng như nhau. Nhưng chúng tôi sẽ phân tích loại đầu tiên chi tiết hơn. Hãy trình bày các đặc điểm của các tính chất vật lý quan trọng nhất của vật liệu kết cấu.
Mật độ
Một trong những đặc tính quan trọng nhất trong khoa học vật liệu. Mật độ được chia thành ba loại:
- Đúng. Khối lượng trên một đơn vị khối lượngvật liệu được coi là tuyệt đối dày đặc.
- Trung bình. Đây đã là khối lượng của một đơn vị thể tích ở trạng thái tự nhiên của vật liệu (có lỗ rỗng và lỗ rỗng). Do đó, mật độ trung bình của các sản phẩm từ cùng một vật liệu có thể khác nhau - tùy thuộc vào độ rỗng và độ xốp.
- Số lượng lớn. Nó được sử dụng cho các vật liệu rời - đó là cát, đá dăm, xi măng. Đây là tỷ lệ giữa khối lượng của vật liệu dạng bột và dạng hạt trên toàn bộ thể tích mà chúng chiếm giữ (không gian giữa các hạt cũng được tính toán).
Mật độ của vật liệu ảnh hưởng đến các đặc tính công nghệ của nó - độ bền, độ dẫn nhiệt. Nó sẽ phụ thuộc trực tiếp vào độ xốp và độ ẩm. Với độ ẩm tăng, tương ứng, mật độ sẽ tăng lên. Đây cũng là một chỉ số đặc trưng để xác định hiệu quả chi phí của vật liệu.
Độ xốp
Trong số các tính chất vật lý, công nghệ và cơ học của vật liệu, độ xốp không phải là tính chất cuối cùng. Đây là mức độ lấp đầy thể tích của sản phẩm với các lỗ chân lông.
Trong bối cảnh này, lỗ chân lông là những tế bào nhỏ nhất chứa đầy nước hoặc không khí. Chúng có thể lớn hoặc nhỏ, mở hoặc đóng. Ví dụ, nếu các lỗ rỗng nhỏ chứa đầy không khí, điều này làm tăng tính chất cách nhiệt của vật liệu. Giá trị của độ xốp giúp đánh giá các đặc điểm quan trọng khác - độ bền, sức mạnh, độ hút nước, tỷ trọng.
Lỗ chân lông mở giao tiếp với cả môi trường và với nhau, có thể chứa đầy nước một cách nhân tạokhi vật liệu được ngâm trong chất lỏng. Thường xen kẽ với những cái đã đóng. Ví dụ, trong các vật liệu hấp thụ âm thanh, độ xốp hở và lỗ thủng được tạo ra một cách nhân tạo - để hấp thụ năng lượng âm mạnh hơn.
Sự phân bố và kích thước lỗ chân lông kín được đặc trưng như sau:
- Đường cong tích phân phân bố thể tích lỗ trên một đơn vị thể tích dọc theo bán kính của chúng.
- Đường cong phân bố thể tích lỗ xốp khác biệt.
Trống
Chúng tôi tiếp tục xem xét các đặc tính vật lý của vật liệu (mật độ, khả năng chống sương giá, và các đặc tính khác). Tiếp theo là sự trống rỗng. Đây là tên của số lượng khoảng trống hình thành giữa các hạt vật liệu rời, vụn. Đây là đá vụn, cát, v.v.
Khả năng thấm nước
Tính thấm nước là khả năng vật liệu giải phóng chất lỏng khi khô và thấm nước khi ướt.
Trong quá trình nghiên cứu các tính chất vật lý của vật liệu, bạn cần chú ý đến thực tế là sự bão hòa với nước có thể diễn ra theo hai cách: khi tiếp xúc với một chất ở trạng thái lỏng hoặc khi chỉ tiếp xúc với hơi của nó..
Từ đây xuất hiện hai đặc tính quan trọng khác - đây là tính hút ẩm và khả năng hút nước.
Hút ẩm
Tính chất vật lý này của vật liệu được xác định như thế nào trong khoa học vật liệu? Tính hút ẩm - khả năng hấp thụ hơi nước và giữ chúng bên trongdo hiện tượng ngưng tụ mao dẫn. Nó phụ thuộc trực tiếp vào độ ẩm và nhiệt độ tương đối của không khí, kích thước, sự đa dạng và số lượng lỗ chân lông của chất, bản chất của nó.
Nếu một vật liệu chủ động hút các phân tử nước trên bề mặt của nó, thì nó được gọi là ưa nước. Ngược lại, nếu vật liệu đẩy chúng ra khỏi chính nó, thì nó được gọi là kỵ nước. Ngoài ra, một số vật liệu ưa nước có khả năng hòa tan cao trong nước, trong khi các vật liệu kỵ nước chống lại tác động của môi trường nước.
Hút nước
Nếu nói sơ qua về tính chất vật lý của vật liệu xây dựng thì không thể không nhắc đến khả năng hút nước - khả năng giữ và hút chất lỏng. Tính chất được đặc trưng bởi thể tích nước được hấp thụ bởi một vật liệu khô khi nó được ngâm hoàn toàn trong nước. Được biểu thị bằng phần trăm khối lượng (vật liệu).
Độ hút nước sẽ ít hơn độ xốp thực sự của sản phẩm, vì một số lỗ chân lông trong đó vẫn đóng. Do đó, nó sẽ khác nhau từ số lượng, khối lượng, mức độ mở của chúng. Bản chất của vật liệu, tính ưa nước của nó cũng sẽ ảnh hưởng đến giá trị.
Do sự bão hòa của vật liệu với nước, các tính chất vật lý khác của nó đôi khi thay đổi đáng kể: độ dẫn nhiệt và mật độ tăng, thể tích tăng (đặc trưng cho đất sét, gỗ), độ bền giảm do sự phá vỡ các liên kết giữa các vật liệu. hạt.
Trả lại độ ẩm
Đây là khả năng thoát hơi ẩm ra môi trường của vật liệu. Được vàokhông khí, nguyên liệu thô và sản phẩm chỉ giữ được độ ẩm của chúng trong những điều kiện nhất định - ở độ ẩm không khí cân bằng tương đối. Nếu chỉ báo dưới giá trị này, thì vật liệu bắt đầu thoát hơi ẩm vào khí quyển và bị khô.
Tốc độ của quá trình này phụ thuộc vào một số yếu tố: vào sự chênh lệch giữa độ ẩm của bản thân vật liệu và độ ẩm của không khí (càng lớn thì quá trình sấy càng mạnh), vào các đặc tính của vật liệu. chính nó - độ xốp, tính chất, tính kỵ nước của nó. Vì vậy, vật liệu thô có lỗ rỗng lớn, kỵ nước sẽ dễ tạo ra chất lỏng hơn vật liệu ưa nước, có lỗ rỗng nhỏ.
Chống không khí
Khả năng chống không khí là khả năng vật liệu chịu được quá trình làm khô và làm ẩm có hệ thống lặp đi lặp lại trong một thời gian dài mà không bị mất mật độ cơ học cũng như không bị biến dạng đáng kể.
Một số vật liệu bắt đầu phồng lên khi được làm ẩm định kỳ, một số co lại, một số cong vênh quá mức. Ví dụ, gỗ bị biến dạng xen kẽ. Xi măng bị khô ẩm thường xuyên có xu hướng bị hỏng, vỡ vụn.
Khả năng thấm nước
Đây là tính chất vật lý - khả năng vật liệu truyền chất lỏng dưới áp suất qua chúng. Nó được đặc trưng bởi thể tích của nước, đi qua 1 mét vuông trong 1 giờ. m của vật liệu dưới áp suất 1 MPa.
Điều quan trọng cần lưu ý là cũng có những chất liệu hoàn toàn không thấm nước. Đây là thép, bitum, thủy tinh, các loại nhựa chính.
Chống sương giá
Một tài sản vật chất quan trọng trong thực tế của Nga. Đây là tên của khả năng vật liệu bão hòa với nước có thể chịu được sự đóng băng và tan băng xen kẽ lặp đi lặp lại mà không bị giảm sức mạnh đáng kể, xuất hiện các dấu hiệu phá hủy có thể nhìn thấy được.
Sự phá hủy trong quá trình này thường do thực tế là khi đóng băng, nước tăng thể tích khoảng 9%. Đồng thời, sự giãn nở lớn nhất của nó khi chuyển sang băng được quan sát ở -4 ° C. Khi lấp đầy các lỗ rỗng của vật liệu bằng nước, sự giãn nở và đóng băng của nó, các thành lỗ rỗng sẽ bị hư hại đáng kể, dẫn đến việc vật liệu bị phá hủy.
Theo đó, khả năng chống sương giá sẽ quyết định mức độ bão hòa của lỗ chân lông với nước, mật độ của nó. Đây là vật liệu dày đặc được coi là có khả năng chống sương giá. Trong số các chất xốp, chỉ những chất nào được phân biệt bằng sự hiện diện lớn của các lỗ xốp kín mới có thể được xếp vào loại này. Hoặc những người có lỗ chân lông không chứa quá 90% là nước.
Tính chất vật lý có thể thể hiện những khả năng quan trọng của vật liệu. Một số trong số chúng chúng tôi đã thảo luận chi tiết trong bài báo. Đây là khả năng chịu lạnh, đổ đầy nước nhiều lần và làm khô, giữ lại, hấp thụ, giải phóng chất lỏng và các đặc tính quan trọng khác.
