هر شیئی که انسان را احاطه می کند از ماده خام خاصی ساخته شده است. این به عنوان انواع مواد عمل می کند. برای استفاده موثرتر از آنها، ابتدا باید خواص و ویژگی های ذاتی آنها را به دقت بررسی کنید.
انواع املاک
در حال حاضر، محققان سه نوع اصلی از خواص مواد را شناسایی کرده اند:
- فیزیکی؛
- شیمیایی؛
- مکانیکی.
هر یک از آنها ویژگی های خاصی از یک ماده خاص را توصیف می کند. به نوبه خود، آنها را می توان با هم ترکیب کرد، به عنوان مثال، خواص فیزیکی و شیمیایی مواد به خواص فیزیکی و شیمیایی ترکیب می شود.
خواص فیزیکی
خواص فیزیکی مواد ساختار آنها و همچنین رابطه آنها را با هر نوع فرآیند (ماهیت فیزیکی) که از محیط بیرونی می آیند مشخص می کند. این ویژگی ها می توانند:
- ویژگی های خاص سازه و ویژگی های سازه - درست،میانگین و چگالی ظاهری؛ چگالی بسته، باز یا کل.
- هیدروفیزیکی (واکنش به آب یا یخ زدگی) - جذب آب، از دست دادن رطوبت، رطوبت، مقاومت در برابر سرما.
- ترموفیزیکی (خواص ناشی از گرما یا سرما) - هدایت حرارتی، ظرفیت گرمایی، مقاومت در برابر آتش، مقاومت در برابر آتش و غیره.
همه آنها به خواص فیزیکی اساسی مواد و مواد اشاره دارند.
ویژگی های خاص
چگالی واقعی یک ویژگی فیزیکی مواد است که با نسبت جرم یک ماده به حجم آن بیان می شود. در این حالت، شی مورد مطالعه باید در چگالی مطلق، یعنی بدون حفره و منافذ باشد. چگالی متوسط یک کمیت فیزیکی نامیده می شود که با نسبت جرم یک ماده به حجم اشغال شده توسط آن در فضا تعیین می شود. هنگام محاسبه این ویژگی، حجم یک جسم شامل تمام منافذ و حفره های داخلی و خارجی می شود.
مواد سست با خاصیت فیزیکی مواد مانند چگالی ظاهری مشخص می شوند. حجم چنین موضوع مطالعه‌ای نه تنها شامل تخلخل ماده، بلکه حفره‌های ایجاد شده بین عناصر ماده نیز می‌شود.
تخلخل یک ماده مقداری است که میزان پر شدن حجم کل یک ماده با منافذ را بیان می کند.
خواص هیدروفیزیکی
عواقب قرار گرفتن در معرض آب یا یخبندان تا حد زیادی به درجه چگالی و تخلخل آن بستگی دارد که بر سطح جذب آب تأثیر می گذارد.نفوذپذیری آب، مقاومت در برابر یخبندان، هدایت حرارتی، و غیره.
جذب آب توانایی یک ماده برای جذب و حفظ رطوبت است. سطح بالای تخلخل نقش مهمی در این دارد.
بازگشت رطوبت یک خاصیت مخالف جذب آب است، یعنی ماده را از سمت برگشت رطوبت به محیط خود مشخص می کند. این مقدار نقش مهمی در پردازش برخی از مواد، به عنوان مثال، مصالح ساختمانی، که در طول فرآیند ساخت و ساز دارای رطوبت بالایی هستند، ایفا می کند. به لطف رها شدن رطوبت، خشک می شوند تا زمانی که رطوبت آنها با محیط برابر شود.
Hygroscopicity خاصیتی است که باعث جذب بخار آب توسط یک جسم از خارج می شود. به عنوان مثال، چوب می تواند رطوبت زیادی را جذب کند و باعث افزایش وزن، کاهش استحکام و تغییر اندازه شود.
انقباض یا انقباض یک ویژگی هیدروفیزیکی مواد است که شامل کاهش حجم و اندازه آن در طول خشک شدن می شود.
مقاومت در برابر آب توانایی یک ماده برای حفظ استحکام خود در نتیجه رطوبت است.
مقاومت در برابر یخبندان توانایی یک ماده اشباع شده با آب برای مقاومت در برابر انجماد و ذوب مکرر بدون کاهش سطح استحکام و تخریب است.
خواص ترموفیزیک
همانطور که در بالا ذکر شد، چنین خواصی اثرات قرار گرفتن در معرض گرما یا سرما را بر روی مواد و مواد توصیف می کند.
رسانایی حرارتی توانایی جسم برای انتقال گرما از سطح به سطح از طریق ضخامت آن است.
ظرفیت حرارتی خاصیت ماده ای است که باعث جذب مقدار معینی گرما در هنگام گرم شدن و آزاد شدن همان مقدار گرما در هنگام سرد شدن می شود.
مقاومت در برابر آتش یک ویژگی فیزیکی یک ماده است که توانایی آن را در مقاومت در برابر دماها و مایعات بالا در آتش نشان می دهد. با توجه به سطح مقاومت در برابر آتش، مواد و مواد می توانند نسوز، دیر سوز و قابل احتراق باشند.
نسوز توانایی یک جسم برای مقاومت در برابر قرار گرفتن طولانی مدت در دمای بالا بدون ذوب شدن و تغییر شکل بعدی است. بسته به سطح نسوز، مواد می توانند نسوز، نسوز و گداز شونده باشند.
نفوذپذیری بخار و گاز خاصیت فیزیکی مواد برای عبور گازهای هوا یا بخار آب از خود تحت فشار است.
خواص شیمیایی
خواص شیمیایی به خواصی گفته می شود که توانایی مواد را برای پاسخ به تأثیرات محیطی که منجر به تغییر در ساختار شیمیایی آنها می شود، توصیف می کند. علاوه بر این، این ویژگی ها شامل مواد مشخص کننده از نظر تأثیر آنها بر ساختار سایر اجسام نیز می شود. از نقطه نظر خواص شیمیایی، مواد با سطح حلالیت، مقاومت اسیدی و قلیایی، مقاومت در برابر گاز و ضد خوردگی توصیف می شوند.
حلالیت به توانایی یک ماده برای حل شدن در آب، بنزین، روغن، سقز و سایر حلال ها اشاره دارد.
مقاومت اسیدی سطح مقاومت یک ماده را نشان می دهداسیدهای معدنی و آلی.
مقاومت به قلیایی در پردازش تکنولوژیکی مواد مورد توجه قرار می گیرد، زیرا به شناخت ماهیت آنها کمک می کند.
مقاومت گاز توانایی یک جسم را در مقاومت در برابر برهمکنش با گازهایی که بخشی از جو هستند مشخص می کند.
با استفاده از شاخص ضد خوردگی، می توانید متوجه شوید که یک ماده در اثر خوردگی ناشی از قرار گرفتن در معرض محیط خارجی چقدر می تواند از بین برود.
خواص مکانیکی
خواص مکانیکی واکنش مواد به بارهای مکانیکی اعمال شده بر آنها است.
خواص فیزیکی و مکانیکی مواد اغلب با هم همپوشانی دارند، اما تعدادی از خواص کاملاً مکانیکی وجود دارد. از نظر مکانیک، مواد با خاصیت ارتجاعی، استحکام، سختی، شکل پذیری، خستگی، شکنندگی و غیره مشخص می شوند.
کشسانی توانایی اجسام (جامد) برای مقاومت در برابر تأثیراتی است که با هدف تغییر حجم یا شکل آنها انجام می شود. یک جسم با مقدار کشش بالا در برابر استرس مکانیکی مقاوم است و می تواند خود را ترمیم کند و پس از قطع نوردهی به حالت اولیه خود بازگردد.
استحکام نشان می دهد که یک ماده چقدر در برابر شکستن مقاوم است. حداکثر مقدار آن برای یک جسم خاص مقاومت کششی نامیده می شود. پلاستیسیته همچنین به شاخص های قدرت اشاره دارد. این خاصیت (ویژگی جامدات) است که تحت تأثیر نیروهایی که از خارج می‌آیند، ظاهر خود را تغییر ناپذیر (تغییر شکل) می‌دهد.
خستگی یک فرآیند تجمعی است که در آن در نتیجه ضربه های مکانیکی مکرر، سطح تنش داخلی ماده افزایش می یابد. این سطح تا زمانی که از حد الاستیک عبور کند افزایش می‌یابد و باعث می‌شود که مواد شروع به شکستن کنند.
یکی از رایج ترین خواص سختی است. این نشان دهنده سطح مقاومت یک شی در برابر فرورفتگی است.
روش تعیین خواص فیزیکی
برای پی بردن به خواص فیزیکی خاصی از یک ماده، از روش های مختلفی استفاده می شود که هدف هر یک از آنها مطالعه شاخص خاصی است.
برای تعیین چگالی یک نمونه ماده، اغلب از روش توزین هیدرواستاتیک استفاده می شود. این شامل اندازه گیری حجم یک ماده با جرم مایعی است که جابجا می کند. چگالی واقعی با تقسیم جرم یک جسم بر حجم مطلق آن به صورت ریاضی محاسبه می شود.
آزمایش تعیین میزان جذب آب در چند مرحله انجام می شود. ابتدا یک نمونه ماده توزین شده، ابعاد آن اندازه گیری شده و حجم آن محاسبه می شود. پس از آن به مدت 48 ساعت در آب غوطه ور می شود تا با مایع اشباع شود. پس از 2 روز، نمونه را از آب خارج کرده و بلافاصله وزن می کنند و پس از آن میزان جذب آب مواد به صورت ریاضی محاسبه می شود.
بیشتر روش ها برای تعیین خواص فیزیکی مواد در عمل به استفاده از فرمول های خاص منتهی می شود.
تعیین خواص شیمیایی
همه خواص شیمیایی اساسی مواد با ایجاد شرایطی برای برهمکنش موضوع مورد مطالعه با معرف های مختلف تعیین می شود. برای تعیین حلالیت از آب، روغن، بنزین و سایر حلال ها استفاده می شود. سطح اکسیداسیون و حساسیت به خوردگی با استفاده از عوامل اکسید کننده مختلف که باعث ایجاد واکنش های عمومی، نوازش و بین دانه ای می شوند، تعیین می شود.
تعیین مشخصات مکانیکی
خواص مکانیکی مواد تا حد زیادی به ساختار آنها، نیروهای وارده به آنها، دما و فشار خارجی بستگی دارد. تقریباً تمام مشخصات مکانیکی مواد در طول آزمایشات آزمایشگاهی مشخص می شود. ساده ترین آنها کشش، فشار، پیچش، بارگذاری و خمش هستند. بنابراین، برای مثال، استحکام کششی مواد در خمش و فشار با استفاده از پرس هیدرولیک تعیین می شود.
علاوه بر این، هنگام تعیین خواص مکانیکی، از فرمول های خاصی نیز استفاده می شود که اغلب بر اساس جرم یک جسم و حجم آن است.
