Każdy przedmiot, który otacza osobę, jest wykonany z określonego surowca. Służy jako różnorodne materiały. Aby efektywniej z nich korzystać, należy przede wszystkim dokładnie zbadać ich nieodłączne właściwości i cechy.
Rodzaje nieruchomości
Obecnie badacze zidentyfikowali trzy główne typy właściwości materiałów:
- fizyczne;
- chemiczne;
- mechaniczny.
Każdy z nich opisuje pewne cechy konkretnego materiału. Z kolei można je łączyć, np. właściwości fizykochemiczne materiałów łączy się we właściwości fizykochemiczne.
Właściwości fizyczne
Właściwości fizyczne materiałów charakteryzują ich strukturę, a także ich związek z wszelkiego rodzaju procesami (o charakterze fizycznym) pochodzącymi ze środowiska zewnętrznego. Te właściwości mogą być:
- Szczególne cechy konstrukcji i cechy konstrukcyjne - prawda,średnia i gęstość nasypowa; zamknięta, otwarta lub całkowita gęstość.
- Hydrofizyczna (odpowiedź na wodę lub mróz) - nasiąkliwość, utrata wilgoci, wilgotność, mrozoodporność.
- Właściwości termofizyczne (właściwości powstające pod wpływem ciepła lub zimna) - przewodność cieplna, pojemność cieplna, ognioodporność, ognioodporność itp.
Wszystkie odnoszą się do podstawowych właściwości fizycznych materiałów i substancji.
Cechy szczególne
Gęstość rzeczywista to fizyczna właściwość materiałów, wyrażona przez stosunek masy substancji do jej objętości. W takim przypadku badany obiekt musi mieć gęstość bezwzględną, to znaczy bez pustych przestrzeni i porów. Średnia gęstość nazywana jest wielkością fizyczną, którą określa stosunek masy substancji do zajmowanej przez nią objętości w przestrzeni. Obliczając tę właściwość, objętość obiektu obejmuje wszystkie wewnętrzne i zewnętrzne pory i puste przestrzenie.
Substancje sypkie charakteryzują się takimi właściwościami fizycznymi materiałów jak gęstość nasypowa. Objętość takiego obiektu badań obejmuje nie tylko porowatość materiału, ale także puste przestrzenie powstałe między elementami substancji.
Porowatość materiału to wartość, która wyraża stopień wypełnienia porami całej objętości substancji.
Właściwości hydrofizyczne
Skutki narażenia na działanie wody lub mrozu w dużej mierze zależą od stopnia jej gęstości i porowatości, które wpływają na poziom nasiąkliwości wody,przepuszczalność wody, mrozoodporność, przewodność cieplna itp.
Wchłanianie wody to zdolność substancji do wchłaniania i zatrzymywania wilgoci. Ważną rolę odgrywa w tym wysoki poziom porowatości.
Zwrot wilgoci jest właściwością odwrotną do nasiąkliwości, czyli charakteryzuje materiał od strony powrotu wilgoci do otoczenia. Wartość ta odgrywa ważną rolę w przetwarzaniu niektórych substancji, na przykład materiałów budowlanych, które podczas budowy mają wysoką wilgotność. Dzięki uwalnianiu wilgoci wysychają do momentu, aż ich wilgotność zrówna się z otoczeniem.
Higroskopijność to właściwość, która zapewnia pochłanianie pary wodnej przez przedmiot z zewnątrz. Na przykład drewno może wchłonąć dużo wilgoci, powodując wzrost wagi, zmniejszenie wytrzymałości i zmianę rozmiaru.
Skurcz lub skurcz to hydrofizyczna właściwość materiałów, która polega na zmniejszeniu ich objętości i rozmiaru podczas suszenia.
Wodoodporność to zdolność substancji do zachowania wytrzymałości w wyniku wilgoci.
Odporność na mróz to zdolność materiału nasyconego wodą do wytrzymania wielokrotnego zamrażania i rozmrażania bez zmniejszania poziomu wytrzymałości i zniszczenia.
Właściwości termofizyczne
Jak wspomniano powyżej, takie właściwości opisują wpływ ekspozycji na ciepło lub zimno na substancje i materiały.
Przewodność cieplna to zdolność obiektu do przenoszenia ciepła z powierzchni na powierzchnię przez jego grubość.
Pojemność cieplna to właściwość substancji, która zapewnia pochłanianie pewnej ilości ciepła po podgrzaniu i uwalnianie tej samej ilości po schłodzeniu.
Odporność na ogień to fizyczna właściwość materiału, która opisuje jego odporność na wysokie temperatury i płyny w ogniu. W zależności od poziomu ognioodporności materiały i substancje mogą być ognioodporne, wolno palne i palne.
Ogniotrwałość to zdolność obiektu do wytrzymania długotrwałego narażenia na wysokie temperatury bez późniejszego stopienia i odkształcenia. W zależności od poziomu ogniotrwałości, substancje mogą być ogniotrwałe, ogniotrwałe i topliwe.
Przepuszczalność pary i gazu to fizyczna właściwość materiałów polegająca na przepuszczaniu gazów powietrza lub pary wodnej pod ciśnieniem.
Właściwości chemiczne
Właściwości chemiczne nazywane są właściwościami, które opisują zdolność materiałów do reagowania na wpływy środowiska prowadzące do zmian w ich strukturze chemicznej. Ponadto właściwości te obejmują również substancje charakteryzujące pod kątem ich wpływu na struktury innych obiektów. Z punktu widzenia właściwości chemicznych materiały opisane są poziomem rozpuszczalności, odpornością na kwasy i zasady, gazoodpornością i antykorozyjnością.
Rozpuszczalność odnosi się do zdolności substancji do rozpuszczania się w wodzie, benzynie, oleju, terpentynie i innych rozpuszczalnikach.
Odporność na kwasy wskazuje poziom odporności materiału nakwasy mineralne i organiczne.
Odporność na alkalia jest brana pod uwagę podczas technologicznego przetwarzania substancji, ponieważ pomaga to rozpoznać ich naturę.
Odporność na gaz charakteryzuje zdolność obiektu do opierania się interakcji z gazami, które są częścią atmosfery.
Korzystając ze wskaźnika antykorozyjnego, możesz dowiedzieć się, jak bardzo substancja może zostać zniszczona przez korozję wynikającą z narażenia na działanie środowiska zewnętrznego.
Właściwości mechaniczne
Właściwości mechaniczne to reakcje materiałów na przyłożone do nich obciążenia mechaniczne.
Właściwości fizyczne i mechaniczne materiałów często nakładają się na siebie, ale istnieje szereg właściwości czysto mechanicznych. Od strony mechaniki substancje charakteryzują się elastycznością, wytrzymałością, twardością, plastycznością, zmęczeniem, kruchością itp.
Elastyczność to zdolność ciał (stałych) do opierania się wpływom mającym na celu zmianę ich objętości lub kształtu. Przedmiot o dużej elastyczności jest odporny na naprężenia mechaniczne i może samonaprawiać się, powracając do stanu pierwotnego po ustaniu ekspozycji.
Wytrzymałość wskazuje, jak odporny jest materiał na pękanie. Jego maksymalna wartość dla konkretnego obiektu nazywana jest wytrzymałością na rozciąganie. Plastyczność odnosi się również do wskaźników wytrzymałości. Jest to właściwość (charakterystyka brył) polegająca na nieodwołalnej zmianie swojego wyglądu (odkształceniu) pod wpływem sił pochodzących z zewnątrz.
Zmęczenie to proces kumulacyjny, w którym w wyniku powtarzających się uderzeń mechanicznych wzrasta poziom wewnętrznego naprężenia materiału. Ten poziom będzie się zwiększał, aż przekroczy granicę elastyczności, powodując, że materiał zacznie się rozkładać.
Jedną z najczęstszych właściwości jest twardość. Reprezentuje poziom odporności obiektu na wgniecenie.
Metoda określania właściwości fizycznych
W celu poznania pewnych właściwości fizycznych materiału stosuje się różne metody, z których każda ma na celu zbadanie określonego wskaźnika.
W celu określenia gęstości próbki materiału często stosuje się metodę ważenia hydrostatycznego. Polega na pomiarze objętości substancji przez masę wypieranej przez nią cieczy. Gęstość rzeczywistą oblicza się matematycznie, dzieląc masę obiektu przez jego bezwzględną objętość.
Eksperyment mający na celu określenie stopnia absorpcji wody jest przeprowadzany w kilku etapach. W pierwszej kolejności waży się próbkę materiału, mierzy się jej wymiary i oblicza objętość. Następnie zanurza się go w wodzie na 48 godzin w celu nasycenia płynem. Po 2 dniach próbkę wyjmuje się z wody i natychmiast waży, po czym oblicza się matematycznie nasiąkliwość materiału.
Większość metod określania właściwości fizycznych materiałów w praktyce sprowadza się do użycia specjalnych wzorów.
Określanie właściwości chemicznych
Wszystkie podstawowe właściwości chemiczne substancji są określane poprzez stworzenie warunków do interakcji badanego obiektu z różnymi odczynnikami. Do określenia rozpuszczalności stosuje się wodę, olej, benzynę i inne rozpuszczalniki. Stopień utlenienia i podatność na korozję określa się za pomocą różnych środków utleniających, które sprzyjają reakcjom ogólnym, pieszczotliwym i międzykrystalicznym.
Określanie właściwości mechanicznych
Właściwości mechaniczne substancji w dużej mierze zależą od ich struktury, działających na nie sił, temperatury i ciśnienia zewnętrznego. Prawie wszystkie właściwości mechaniczne materiałów są ustalane w trakcie badań laboratoryjnych. Najprostsze z nich to rozciąganie, ściskanie, skręcanie, obciążanie i zginanie. Na przykład wytrzymałość materiału na rozciąganie na zginanie i ściskanie jest określana za pomocą prasy hydraulicznej.
Ponadto przy określaniu właściwości mechanicznych stosuje się również specjalne wzory, które często opierają się na masie obiektu i jego objętości.
