هل تساءلت يومًا ما هي المواد الغامضة غير المتبلورة؟ في الهيكل ، تختلف عن كل من الصلبة والسائلة. الحقيقة هي أن هذه الهيئات في حالة مكثفة خاصة ، والتي لها ترتيب قصير المدى فقط. من أمثلة المواد غير المتبلورة الراتينج والزجاج والعنبر والمطاط والبولي إيثيلين والبولي فينيل كلوريد (النوافذ البلاستيكية المفضلة لدينا) والبوليمرات المختلفة وغيرها. هذه مواد صلبة لا تحتوي على شبكة بلورية. وتشمل أيضًا شمع الختم ، ومواد لاصقة مختلفة ، وإبونيت ، ومواد بلاستيكية.
خصائص غير عادية للمواد غير المتبلورة
أثناء الانقسام ، لا تتشكل الوجوه في أجسام غير متبلورة. الجسيمات عشوائية تمامًا وتقع على مسافة قريبة من بعضها البعض. يمكن أن تكون سميكة للغاية ولزجة. كيف يتأثرون بالتأثيرات الخارجية؟ تحت تأثير درجات الحرارة المختلفة ، تصبح الأجسام سائلة ، مثل السوائل ، وفي نفس الوقت تصبح مرنة جدًا. في حالة عدم استمرار التأثير الخارجي لفترة طويلة ، يمكن أن تتكسر المواد ذات البنية غير المتبلورة إلى قطع بضربة قوية. طويلالتأثير الخارجي يتسبب في تدفقهم ببساطة.
جرب تجربة الراتنج الصغيرة في المنزل. ضعه على سطح صلب وستلاحظ أنه يبدأ في التدفق بسلاسة. هذا صحيح ، إنها مادة غير متبلورة! السرعة تعتمد على مؤشرات درجة الحرارة. إذا كانت عالية جدًا ، فسيبدأ الراتينج في الانتشار بشكل أسرع بشكل ملحوظ.
ما هو الشيء المعتاد لمثل هذه الهيئات؟ يمكنهم اتخاذ أي شكل. إذا تم وضع مواد غير متبلورة على شكل جزيئات صغيرة في وعاء ، على سبيل المثال ، في إبريق ، فإنها ستتخذ أيضًا شكل وعاء. كما أنها متباينة الخواص ، أي أنها تظهر نفس الخصائص الفيزيائية في جميع الاتجاهات.
الذوبان والانتقال إلى حالات أخرى. المعدن والزجاج
لا تعني حالة المادة غير المتبلورة الحفاظ على درجة حرارة معينة. بنسب منخفضة تتجمد الجثث ، بمعدلات عالية تذوب. بالمناسبة ، تعتمد درجة لزوجة هذه المواد أيضًا على هذا. درجات الحرارة المنخفضة تساهم في تقليل اللزوجة وارتفاع درجات الحرارة على العكس تزيدها.
بالنسبة للمواد من النوع غير المتبلور ، يمكن تمييز ميزة أخرى - الانتقال إلى الحالة البلورية ، والعفوية. لماذا يحدث هذا؟ الطاقة الداخلية في الجسم البلوري أقل بكثير من الجسم غير المتبلور. يمكننا أن نرى هذا في مثال المنتجات الزجاجية - بمرور الوقت ، تصبح النظارات غائمة.
زجاج معدني - ما هو؟ يمكن إزالة المعدن من الشبكة البلورية فيأثناء الذوبان ، أي لجعل مادة ذات هيكل غير متبلور زجاجي. أثناء التصلب تحت التبريد الاصطناعي ، تتشكل الشبكة البلورية مرة أخرى. يتمتع المعدن غير المتبلور بمقاومة مذهلة للتآكل. على سبيل المثال ، لن يحتاج جسم السيارة المصنوع منه إلى طلاءات مختلفة ، لأنه لن يتعرض للتدمير التلقائي. المادة غير المتبلورة هي جسم له هيكل ذري قوة غير مسبوقة ، مما يعني أنه يمكن استخدام معدن غير متبلور في أي قطاع صناعي على الإطلاق.
التركيب البلوري للمواد
لكي تكون على دراية جيدة بخصائص المعادن وتكون قادرًا على العمل معها ، تحتاج إلى معرفة التركيب البلوري لبعض المواد. لم يكن إنتاج المنتجات المعدنية ومجال علم المعادن قادراً على الحصول على مثل هذا التطور إذا لم يكن لدى الناس معرفة معينة بالتغيرات في هيكل السبائك والأساليب التكنولوجية وخصائص التشغيل.
الحالات الأربع للمادة
من المعروف أن هناك أربع حالات للتجمع: صلب ، سائل ، غازي ، بلازما. يمكن أيضًا أن تكون المواد الصلبة غير المتبلورة بلورية. مع مثل هذا الهيكل ، يمكن ملاحظة الدورية المكانية في ترتيب الجسيمات. يمكن لهذه الجسيمات في البلورات أداء حركة دورية. في جميع الأجسام التي نلاحظها في حالة غازية أو سائلة ، يمكن للمرء أن يلاحظ حركة الجسيمات في شكل اضطراب فوضوي. المواد الصلبة غير المتبلورة (مثل المعادن فيالحالة المكثفة: الإيبونيت ، المنتجات الزجاجية ، الراتنجات) يمكن أن تسمى سوائل من النوع المجمد ، لأنها عندما تغير شكلها ، يمكنك ملاحظة ميزة مميزة مثل اللزوجة.
الفرق بين الأجسام غير المتبلورة من الغازات والسوائل
تعتبر مظاهر اللدونة والمرونة والتصلب أثناء التشوه من سمات العديد من الأجسام. تتمتع المواد البلورية وغير المتبلورة بهذه الخصائص إلى حد كبير ، في حين أن السوائل والغازات لا تمتلكها. لكن من ناحية أخرى ، يمكنك أن ترى أنها تساهم في تغيير مرن في الحجم.
مواد بلورية وغير متبلورة. الخصائص الميكانيكية والفيزيائية
ما هي المواد البلورية وغير المتبلورة؟ كما ذكرنا سابقًا ، يمكن تسمية الأجسام غير المتبلورة بالأجسام التي لها معامل لزوجة ضخم ، وفي درجات الحرارة العادية تكون سيولتها مستحيلة. لكن ارتفاع درجة الحرارة ، على العكس من ذلك ، يسمح لهم بأن يكونوا سائلين ، مثل السائل.
يبدو أن المواد من النوع البلوري مختلفة تمامًا. يمكن أن يكون لهذه المواد الصلبة نقطة انصهار خاصة بها اعتمادًا على الضغط الخارجي. يمكن الحصول على البلورات إذا تم تبريد السائل. إذا لم تتخذ إجراءات معينة ، فيمكنك ملاحظة أن مراكز التبلور المختلفة تبدأ في الظهور في الحالة السائلة. في المنطقة المحيطة بهذه المراكز ، يحدث تكوين مادة صلبة. تبدأ البلورات الصغيرة جدًا في الاندماج مع بعضها البعض بترتيب عشوائي ، ويتم الحصول على ما يسمى بلورات متعددة. مثل هذا الجسمالخواص
خصائص المواد
ما الذي يحدد الخصائص الفيزيائية والميكانيكية للأجسام؟ الروابط الذرية مهمة ، مثل نوع التركيب البلوري. تتميز البلورات الأيونية بالروابط الأيونية ، مما يعني انتقالًا سلسًا من ذرة إلى أخرى. في هذه الحالة ، تكون الجسيمات موجبة وسالبة الشحنة. يمكننا ملاحظة الرابطة الأيونية في مثال بسيط - هذه الخصائص مميزة لأكاسيد وأملاح مختلفة. ميزة أخرى للبلورات الأيونية هي الموصلية المنخفضة للحرارة ، ولكن يمكن زيادة أدائها بشكل ملحوظ عند تسخينها. في عقد الشبكة البلورية ، يمكنك رؤية جزيئات مختلفة تتميز بروابط ذرية قوية.
العديد من المعادن التي نجدها في كل مكان في الطبيعة لها بنية بلورية. والحالة غير المتبلورة للمادة هي أيضًا الطبيعة في أنقى صورها. فقط في هذه الحالة يكون الجسم شيئًا خاليًا من الشكل ، لكن البلورات يمكن أن تأخذ شكل أجمل متعدد الوجوه ذات الوجوه المسطحة ، وكذلك تشكل أجسامًا صلبة جديدة ذات جمال ونقاء مذهلين.
ما هي البلورات؟ هيكل بلوري غير متبلور
شكل هذه الأجسام ثابت لاتصال معين. على سبيل المثال ، يبدو البريل دائمًا مثل منشور سداسي. قم بتجربة صغيرة. خذ بلورة صغيرة من الملح المكعب (كرة) وضعها في محلول خاص مشبع قدر الإمكان بنفس الملح. بمرور الوقت ، ستلاحظ أن هذا الجسم لم يتغير - لقد اكتسب مرة أخرىشكل مكعب أو كرة متأصل في بلورات الملح
المواد البلورية غير المتبلورة هي أجسام يمكن أن تحتوي على كل من الأطوار غير المتبلورة والبلورية. ما الذي يؤثر على خصائص مواد مثل هذا الهيكل؟ نسبة مختلفة من الأحجام وترتيب مختلف فيما يتعلق ببعضها البعض. ومن الأمثلة الشائعة لهذه المواد مواد من السيراميك والبورسلين والزجاج والسيراميك. من جدول خصائص المواد ذات الهيكل البلوري غير المتبلور ، أصبح معروفًا أن الخزف يحتوي على النسبة المئوية القصوى لمرحلة الزجاج. وتتراوح الأرقام بين 40-60 بالمئة. سنرى أقل محتوى في مثال صب الحجارة - أقل من 5 في المائة. في الوقت نفسه ، سيكون لبلاط السيراميك امتصاص ماء أعلى.
كما تعلم ، فإن المواد الصناعية مثل الخزف ، والبلاط الخزفي ، والصب الحجري ، والسيراميك الزجاجي هي مواد بلورية غير متبلورة ، لأنها تحتوي على مراحل زجاجية وفي نفس الوقت بلورات في تكوينها. وفي نفس الوقت تجدر الإشارة إلى أن خواص المواد لا تعتمد على محتوى الأطوار الزجاجية فيها.
معادن غير متبلورة
يتم استخدام المواد غير المتبلورة بشكل أكثر نشاطًا في مجال الطب. على سبيل المثال ، يتم استخدام المعدن المبرد بسرعة في الجراحة. بفضل التطورات المرتبطة به ، تمكن الكثير من الناس من التحرك بشكل مستقل بعد إصابات خطيرة. الشيء هو أن مادة التركيب غير المتبلور هي مادة حيوية ممتازة للزرع في العظام. تم الاستلاميتم إدخال مسامير خاصة ، ولوحات ، ودبابيس ، ودبابيس في حالة حدوث كسور شديدة. في السابق ، كان يتم استخدام الفولاذ والتيتانيوم لهذه الأغراض في الجراحة. لاحقًا فقط لوحظ أن المواد غير المتبلورة تتحلل ببطء شديد في الجسم ، وهذه الخاصية المذهلة تجعل من الممكن تعافي أنسجة العظام. بعد ذلك ، يتم استبدال المادة بالعظم.
استخدام المواد غير المتبلورة في علم القياس وميكانيكا الدقة
تعتمد الميكانيكا الدقيقة على الدقة ، وبالتالي يطلق عليها كذلك. تلعب المؤشرات الدقيقة لأدوات القياس دورًا مهمًا بشكل خاص في هذه الصناعة ، وكذلك في علم القياس ، ويمكن تحقيق ذلك باستخدام الأجسام غير المتبلورة في الأجهزة. بفضل القياسات الدقيقة ، يتم إجراء البحوث المخبرية والعلمية في معاهد في مجال الميكانيكا والفيزياء ، ويتم الحصول على أدوية جديدة ، وتحسين المعرفة العلمية.
بوليمرات
مثال آخر على استخدام مادة غير متبلورة البوليمرات. يمكن أن تتغير ببطء من مادة صلبة إلى سائلة ، بينما تتميز البوليمرات البلورية بنقطة انصهار ، وليس نقطة تليين. ما هي الحالة الفيزيائية للبوليمرات غير المتبلورة؟ إذا أعطيت هذه المواد درجة حرارة منخفضة ، يمكنك أن ترى أنها ستكون في حالة زجاجية وتظهر خصائص المواد الصلبة. يتسبب التسخين التدريجي في أن تبدأ البوليمرات في الانتقال إلى حالة من المرونة المتزايدة.
يتم استخدام المواد غير المتبلورة ، التي قدمنا أمثلة عنها للتو ، بشكل مكثفصناعة. تسمح الحالة الفائقة المرونة للبوليمرات بالتشوه بأي شكل من الأشكال ، وتتحقق هذه الحالة بسبب زيادة مرونة الروابط والجزيئات. تؤدي الزيادة الإضافية في درجة الحرارة إلى حقيقة أن البوليمر يكتسب المزيد من الخصائص المرنة. يبدأ بالمرور إلى حالة سائلة ولزجة خاصة.
إذا تركت الوضع بدون سيطرة ولم تمنع زيادة أخرى في درجة الحرارة ، فسوف يتعرض البوليمر للتدهور ، أي التدمير. توضح الحالة اللزجة أن جميع وحدات الجزيء كبيرة الحركة للغاية. عندما يتدفق جزيء بوليمر ، فإن الروابط لا تستقيم فحسب ، بل تقترب أيضًا من بعضها البعض. يعمل العمل بين الجزيئات على تحويل البوليمر إلى مادة صلبة (مطاط). هذه العملية تسمى التزجج الميكانيكي. تستخدم المادة الناتجة لإنتاج الأفلام والألياف.
البولي أميد ، يمكن الحصول على البولي أكريلونيتريل من البوليمرات. لصنع فيلم بوليمر ، تحتاج إلى دفع البوليمرات من خلال قوالب بها فتحة مشقوقة وتطبيقها على الشريط. بهذه الطريقة ، يتم إنتاج مواد التعبئة والتغليف وقواعد الأشرطة المغناطيسية. تشتمل البوليمرات أيضًا على ورنيش مختلف (تشكيل رغوة في مذيب عضوي) ، مواد لاصقة ومواد ربط أخرى ، مركبات (قاعدة بوليمر مع حشو) ، بلاستيك.
تطبيقات البوليمر
هذا النوع من المواد غير المتبلورة متجذر بقوة في حياتنا. يتم تطبيقها في كل مكان. وتشمل هذه:
1. قواعد مختلفة لـتصنيع الورنيشات والمواد اللاصقة والمنتجات البلاستيكية (راتنجات الفينول فورمالدهايد).
2. المطاط الصناعي أو المطاط الصناعي.
3. مادة العزل الكهربائي هي البولي فينيل كلورايد ، أو نوافذ PVC البلاستيكية المعروفة. مقاوم للحرائق حيث يعتبر بطيئ الاحتراق وله قوة ميكانيكية وخصائص عازلة للكهرباء
4. مادة البولي أميد هي مادة ذات قوة عالية جدًا ومقاومة للتآكل. لها خصائص عازلة عالية.
5. زجاجي ، أو بولي ميثيل ميثاكريلات. يمكننا استخدامه في مجال الهندسة الكهربائية أو استخدامه كمادة للهياكل.
6. الفلوروبلاست ، أو بولي تترافلورو إيثيلين ، هو عازل مشهور لا يُظهر خصائص الذوبان في المذيبات ذات الأصل العضوي. نطاق درجة الحرارة الواسع وخصائص العزل الجيدة تسمح باستخدامه كمواد كارهة للماء أو مضادة للاحتكاك.
7. البوليسترين. هذه المادة لا تتأثر بالأحماض. يمكن اعتباره ، مثل البلاستيك الفلوري والبولي أميد ، عازلًا للكهرباء. متين للغاية فيما يتعلق بالتأثير الميكانيكي. يستخدم البوليسترين في كل مكان. على سبيل المثال ، لقد أثبتت جدارتها كمواد عازلة إنشائية وكهربائية. يستخدم في الهندسة الكهربائية والراديو
8. ربما يكون البوليمر الأكثر شهرة بالنسبة لنا هو البولي إيثيلين. تُظهر المادة مقاومة عند تعرضها لبيئات عدوانية ، فهي لا تسمح مطلقًا بمرور الرطوبة. إذا كانت العبوة مصنوعة من البولي إيثيلين ، فلا داعي للخوف من أن تتدهور المحتويات تحت تأثير قويتمطر. البولي إيثيلين هو أيضا عازل. تطبيقه واسع النطاق. تصنع منها هياكل الأنابيب ، والمنتجات الكهربائية المختلفة ، والأغشية العازلة ، وأغلفة كابلات الهاتف وخطوط الطاقة ، وأجزاء الراديو وغيرها من المعدات.
9. PVC مادة بوليمر عالية. إنه اصطناعي ولدين بالحرارة. لها بنية جزيئات غير متكافئة. يكاد لا يمر الماء ويتم عن طريق الضغط مع الختم والقولبة. يستخدم كلوريد البوليفينيل في أغلب الأحيان في الصناعة الكهربائية. على أساسها ، يتم إنشاء خراطيم وخراطيم مختلفة للعزل الحراري للحماية الكيميائية ، وبنوك البطاريات ، والأكمام والحشيات العازلة ، والأسلاك والكابلات. يعد PVC أيضًا بديلًا ممتازًا للرصاص الضار. لا يمكن استخدامه كدائرة عالية التردد في شكل عازل. وكل ذلك يرجع إلى حقيقة أنه في هذه الحالة ستكون خسائر العزل الكهربائي عالية. موصل للغاية.
