كل شيء يحيط بالإنسان مصنوع من مادة خام معينة. إنه بمثابة مجموعة متنوعة من المواد. من أجل استخدامها بشكل أكثر فاعلية ، أولاً وقبل كل شيء ، يجب عليك فحص خصائصها وخصائصها المتأصلة بعناية.
أنواع الخصائص
حاليًا ، حدد الباحثون ثلاثة أنواع رئيسية من خصائص المواد:
- جسدي ؛
- مادة كيميائية ؛
- ميكانيكي
يصف كل منهم خصائص معينة لمادة معينة. في المقابل ، يمكن دمجها ، على سبيل المثال ، يتم دمج الخصائص الفيزيائية والكيميائية للمواد في الخواص الفيزيائية والكيميائية.
الخصائص الفيزيائية
الخصائص الفيزيائية للمواد تميز هيكلها ، وكذلك علاقتها بأي نوع من العمليات (ذات الطبيعة المادية) التي تأتي من البيئة الخارجية. يمكن أن تكون هذه الخصائص:
- الخصائص المحددة للهيكل والخصائص الهيكلية - صحيح ،متوسط الكثافة الظاهرية مغلق أو مفتوح أو الكثافة الإجمالية.
- فيزيائي مائي (استجابة للماء أو الصقيع) - امتصاص الماء ، فقدان الرطوبة ، الرطوبة ، مقاومة الصقيع.
- الفيزيائية الحرارية (الخصائص الناشئة تحت تأثير الحرارة أو البرودة) - التوصيل الحراري ، السعة الحرارية ، مقاومة الحريق ، مقاومة الحريق ، إلخ.
تشير جميعها إلى الخصائص الفيزيائية الأساسية للمواد والمواد.
خصائص محددة
الكثافة الحقيقية هي خاصية فيزيائية للمواد ، يتم التعبير عنها بنسبة كتلة المادة إلى حجمها. في هذه الحالة ، يجب أن يكون الكائن قيد الدراسة بكثافة مطلقة ، أي بدون فراغات ومسام. يسمى متوسط الكثافة بالكمية الفيزيائية ، والتي يتم تحديدها من خلال نسبة كتلة المادة إلى الحجم الذي تشغله في الفضاء. عند حساب هذه الخاصية ، يتضمن حجم الكائن جميع المسام والفراغات الداخلية والخارجية.
تتميز المواد السائبة بخاصية فيزيائية للمواد مثل الكثافة الظاهرية. لا يشمل حجم كائن الدراسة هذا مسامية المادة فحسب ، بل يشمل أيضًا الفراغات المتكونة بين عناصر المادة.
مسامية المادة هي قيمة تعبر عن درجة ملء الحجم الكلي للمادة بالمسام.
الخصائص المائية
عواقب التعرض للماء أو الصقيع تعتمد بشكل كبير على درجة كثافته و مساميته مما يؤثر على مستوى امتصاص الماء ،نفاذية الماء ، مقاومة الصقيع ، التوصيل الحراري ، إلخ.
امتصاص الماء هو قدرة المادة على امتصاص الرطوبة والاحتفاظ بها. يلعب المستوى العالي للمسامية دورًا مهمًا في هذا
عودة الرطوبة هي خاصية معاكسة لامتصاص الماء ، أي أنها تميز المادة من جانب عودة الرطوبة إلى بيئتها. تلعب هذه القيمة دورًا مهمًا في معالجة بعض المواد ، على سبيل المثال ، مواد البناء التي تحتوي على رطوبة عالية أثناء عملية البناء. بفضل إطلاق الرطوبة ، تجف حتى تتساوى رطوبتها مع البيئة.
استرطابية هي خاصية توفر لامتصاص بخار الماء بواسطة جسم من الخارج. على سبيل المثال ، يمكن للخشب أن يمتص الكثير من الرطوبة ، مما يؤدي إلى زيادة الوزن وتقليل القوة وتغيير الحجم.
الانكماش أو الانكماش هو خاصية فيزيائية مائية للمواد ، والتي تنطوي على انخفاض في حجمها وحجمها أثناء التجفيف.
مقاومة الماء هي قدرة المادة على الاحتفاظ بقوتها نتيجة الرطوبة.
مقاومة الصقيع هي قدرة المادة المشبعة بالماء على تحمل التجميد والذوبان المتكرر دون تقليل مستوى القوة والدمار.
الخصائص الفيزيائية الحرارية
كما هو مذكور أعلاه ، تصف هذه الخصائص آثار التعرض للحرارة أو البرودة على المواد والمواد.
التوصيل الحراري هو قدرة الجسم على نقل الحرارة من سطح إلى سطح من خلال سمكه.
السعة الحرارية هي خاصية لمادة توفر امتصاص كمية معينة من الحرارة عند تسخينها وإطلاق نفس الكمية من الحرارة عند التبريد.
مقاومة الحريق هي خاصية مادية لمادة تصف قدرتها على تحمل درجات الحرارة العالية والسوائل في الحريق. وفقًا لمستوى مقاومة الحريق ، يمكن أن تكون المواد والمواد مقاومة للحريق وبطيئة الاحتراق وقابلة للاشتعال.
الحران هو قدرة الجسم على تحمل التعرض لفترات طويلة لدرجات حرارة عالية دون انصهار وتشوه لاحق. اعتمادًا على مستوى المقاومة للحرارة ، يمكن أن تكون المواد مقاومة للحرارة وقابلة للانصهار.
نفاذية البخار والغاز هي الخاصية المادية للمواد لتمرير غازات الهواء أو بخار الماء من خلال نفسها تحت الضغط.
الخصائص الكيميائية
تسمى الخصائص الكيميائية الخصائص التي تصف قدرة المواد على الاستجابة للتأثيرات البيئية التي تؤدي إلى تغييرات في تركيبها الكيميائي. بالإضافة إلى ذلك ، تشمل هذه الخصائص أيضًا توصيف المواد من حيث تأثيرها على هياكل الأشياء الأخرى. من وجهة نظر الخواص الكيميائية ، توصف المواد بمستوى الذوبان ومقاومة الأحماض والقلويات ومقاومة الغاز ومقاومة التآكل.
الذوبان يشير إلى قدرة المادة على الذوبان في الماء والبنزين والزيت وزيت التربنتين والمذيبات الأخرى.
تشير مقاومة الحمض إلى مستوى مقاومة المادةالأحماض المعدنية والعضوية.
تؤخذ مقاومة القلويات في الاعتبار في المعالجة التكنولوجية للمواد ، لأنها تساعد في التعرف على طبيعتها.
مقاومة الغاز تميز قدرة الجسم على مقاومة التفاعل مع الغازات التي تشكل جزءًا من الغلاف الجوي.
باستخدام مؤشر مقاومة التآكل ، يمكنك معرفة مقدار ما يمكن تدميره من خلال التآكل الناتج عن التعرض للبيئة الخارجية.
الخصائص الميكانيكية
الخواص الميكانيكية هي تفاعلات المواد مع الأحمال الميكانيكية المطبقة عليها.
غالبًا ما تتداخل الخواص الفيزيائية والميكانيكية للمواد ، ولكن هناك عددًا من الخواص الميكانيكية البحتة. من ناحية الميكانيكا ، تتميز المواد بالمرونة ، القوة ، الصلابة ، اللدونة ، التعب ، الهشاشة ، إلخ.
المرونة هي قدرة الأجسام (الصلبة) على مقاومة التأثيرات التي تهدف إلى تغيير حجمها أو شكلها. الكائن ذو قيمة المرونة العالية يقاوم الإجهاد الميكانيكي وقادر على الإصلاح الذاتي ، ويعود إلى حالته الأصلية بعد توقف التعرض.
القوة تشير إلى مدى مقاومة المادة للكسر. تسمى قيمته القصوى لجسم معين مقاومة الشد. تشير اللدونة أيضًا إلى مؤشرات القوة. إنها خاصية (مميزة للمواد الصلبة) لتغيير مظهرها بشكل نهائي (تشوه) تحت تأثير القوى المنبثقة من الخارج.
التعب هو عملية تراكمية يزداد فيها مستوى الضغط الداخلي للمادة نتيجة للتأثيرات الميكانيكية المتكررة. سيزداد هذا المستوى حتى يتجاوز الحد المرن ، مما يتسبب في بدء تفتيت المادة.
من أكثر الخصائص شيوعًا هي الصلابة. يمثل مستوى مقاومة الكائن للمسافة البادئة.
طريقة تحديد الخصائص الفيزيائية
من أجل معرفة بعض الخصائص الفيزيائية للمادة ، يتم استخدام طرق مختلفة ، كل منها يهدف إلى دراسة مؤشر معين.
لتحديد كثافة عينة المادة ، غالبًا ما تستخدم طريقة الوزن الهيدروستاتيكي. يتضمن قياس حجم المادة بواسطة كتلة السائل الذي تزيحه. يتم حساب الكثافة الحقيقية رياضيًا بقسمة كتلة الجسم على حجمه المطلق.
تجربة تحديد كمية الماء الممتصة تتم على عدة مراحل. بادئ ذي بدء ، يتم وزن عينة المادة وقياس أبعادها وحساب الحجم. بعد ذلك ، يُغمر في الماء لمدة 48 ساعة حتى يتشبع بالسائل. بعد يومين ، يتم سحب العينة من الماء ووزنها على الفور ، وبعد ذلك يتم حساب امتصاص الماء للمادة رياضياً.
معظم طرق تحديد الخصائص الفيزيائية للمواد في الممارسة تنبع من استخدام الصيغ الخاصة.
تحديد الخصائص الكيميائية
يتم تحديد جميع الخصائص الكيميائية الأساسية للمواد من خلال تهيئة الظروف لتفاعل موضوع الدراسة مع الكواشف المختلفة. لتحديد قابلية الذوبان ، يتم استخدام الماء والزيت والبنزين والمذيبات الأخرى. يتم تحديد مستوى الأكسدة والقابلية للتآكل باستخدام عوامل مؤكسدة مختلفة تعزز التفاعلات العامة والمداعبة والحبيبية.
تحديد الخصائص الميكانيكية
تعتمد الخواص الميكانيكية للمواد إلى حد كبير على هيكلها ، والقوى التي يتم تطبيقها عليها ، ودرجة الحرارة والضغط الخارجي. يتم تحديد جميع الخصائص الميكانيكية للمواد تقريبًا في سياق الاختبارات المعملية. أبسط هذه العوامل هي التوتر والضغط والالتواء والتحميل والانحناء. لذلك ، على سبيل المثال ، يتم تحديد قوة الشد للمادة في الانحناء والضغط باستخدام مكبس هيدروليكي.
بالإضافة إلى ذلك ، عند تحديد الخصائص الميكانيكية ، يتم استخدام الصيغ الخاصة أيضًا ، والتي غالبًا ما تعتمد على كتلة الكائن وحجمه.
