Sifat bahan: fizikal, kimia, mekanikal, kaedah penentuan

Isi kandungan:

Sifat bahan: fizikal, kimia, mekanikal, kaedah penentuan
Sifat bahan: fizikal, kimia, mekanikal, kaedah penentuan
Anonim

Setiap objek yang mengelilingi seseorang diperbuat daripada bahan mentah tertentu. Ia berfungsi sebagai pelbagai bahan. Untuk menggunakannya dengan lebih berkesan, pertama sekali, anda harus memeriksa dengan teliti sifat dan ciri yang wujud.

Jenis hartanah

Pada masa ini, penyelidik telah mengenal pasti tiga jenis utama sifat bahan:

  • fizikal;
  • kimia;
  • mekanikal.

Setiap daripadanya menerangkan ciri-ciri tertentu bahan tertentu. Seterusnya, ia boleh digabungkan, contohnya, sifat fizikal dan kimia bahan digabungkan menjadi sifat fizikal dan kimia.

Sifat fizikal

Sifat fizikal bahan mencirikan strukturnya, serta hubungannya dengan sebarang jenis proses (bersifat fizikal) yang datang dari persekitaran luaran. Sifat ini boleh menjadi:

  1. Ciri khusus struktur dan ciri struktur - benar,ketumpatan purata dan pukal; tertutup, terbuka atau jumlah ketumpatan.
  2. bahan pukal
    bahan pukal
  3. Hidrofizikal (tindak balas kepada air atau fros) - penyerapan air, kehilangan lembapan, kelembapan, rintangan fros.
  4. Termofizik (sifat yang timbul di bawah pengaruh haba atau sejuk) - kekonduksian terma, kapasiti haba, rintangan api, rintangan api, dsb.

Semuanya merujuk kepada sifat fizikal asas bahan dan bahan.

Ciri khusus

Ketumpatan sebenar ialah sifat fizikal bahan, yang dinyatakan dengan nisbah jisim bahan kepada isipadunya. Dalam kes ini, objek yang dikaji mestilah dalam ketumpatan mutlak, iaitu, tanpa lompang dan liang. Ketumpatan purata dipanggil kuantiti fizik, yang ditentukan oleh nisbah jisim bahan kepada isipadu yang diduduki olehnya dalam ruang. Apabila mengira sifat ini, isipadu objek merangkumi semua liang dan lompang dalaman dan luaran.

Bahan longgar dicirikan oleh sifat fizikal bahan seperti ketumpatan pukal. Isipadu objek kajian sedemikian bukan sahaja merangkumi keliangan bahan, tetapi juga lompang yang terbentuk di antara unsur-unsur bahan tersebut.

Keliangan bahan ialah nilai yang menyatakan tahap pengisian jumlah isipadu bahan dengan liang.

bahan berliang
bahan berliang

Sifat hidrofizik

Akibat pendedahan kepada air atau fros sebahagian besarnya bergantung pada tahap ketumpatan dan keliangannya, yang mempengaruhi tahap penyerapan air,kebolehtelapan air, rintangan fros, kekonduksian terma, dsb.

Penyerapan air ialah keupayaan sesuatu bahan menyerap dan mengekalkan lembapan. Tahap keliangan yang tinggi memainkan peranan penting dalam hal ini.

Pemulangan kelembapan adalah sifat yang bertentangan dengan penyerapan air, iaitu, ia mencirikan bahan dari sisi pengembalian kelembapan ke persekitarannya. Nilai ini memainkan peranan penting dalam pemprosesan bahan tertentu, contohnya, bahan binaan, yang mempunyai kelembapan yang tinggi semasa proses pembinaan. Terima kasih kepada pelepasan lembapan, ia mengering sehingga kelembapannya sama dengan persekitaran.

Hygroscopicity ialah sifat yang menyediakan penyerapan wap air oleh objek dari luar. Contohnya, kayu boleh menyerap banyak lembapan, menyebabkan beratnya bertambah, mengurangkan kekuatan dan menukar saiz.

kayu basah
kayu basah

Pengecutan atau pengecutan ialah sifat hidrofizik bahan, yang melibatkan pengurangan dalam isipadu dan saiznya semasa pengeringan.

Ketahanan air ialah keupayaan bahan untuk mengekalkan kekuatannya hasil daripada kelembapan.

Rintangan fros ialah keupayaan bahan tepu dengan air untuk menahan pembekuan dan pencairan berulang tanpa mengurangkan tahap kekuatan dan kemusnahan.

Sifat termofizik

Seperti yang dinyatakan di atas, sifat sedemikian menggambarkan kesan pendedahan kepada haba atau sejuk pada bahan dan bahan.

Kekonduksian terma ialah keupayaan objek untuk memindahkan haba dari permukaan ke permukaan melalui ketebalannya.

Kapasiti haba ialah sifat bahan yang menyediakan penyerapan sejumlah haba apabila dipanaskan dan pembebasan jumlah haba yang sama apabila disejukkan.

Kerintangan api ialah sifat fizikal bahan yang menerangkan keupayaannya untuk menahan suhu tinggi dan cecair dalam kebakaran. Mengikut tahap ketahanan api, bahan dan bahan boleh kalis api, terbakar perlahan dan mudah terbakar.

Refractoriness ialah keupayaan objek untuk menahan pendedahan berpanjangan kepada suhu tinggi tanpa lebur dan ubah bentuk seterusnya. Bergantung pada tahap refraktori, bahan boleh menjadi refraktori, refraktori dan boleh melebur.

bahan tahan api di dalam perapian
bahan tahan api di dalam perapian

Kebolehtelapan wap dan gas ialah sifat fizikal bahan untuk melepasi gas udara atau wap air melalui diri mereka di bawah tekanan.

Sifat kimia

Sifat kimia dipanggil sifat yang menggambarkan keupayaan bahan untuk bertindak balas terhadap pengaruh persekitaran yang membawa kepada perubahan dalam struktur kimianya. Selain itu, sifat ini juga termasuk mencirikan bahan dari segi pengaruhnya terhadap struktur objek lain. Dari sudut pandangan sifat kimia, bahan diterangkan oleh tahap keterlarutan, rintangan asid dan alkali, rintangan gas dan anti-karat.

Keterlarutan merujuk kepada keupayaan bahan untuk larut dalam air, petrol, minyak, turpentin dan pelarut lain.

Rintangan asid menunjukkan tahap rintangan bahan terhadapmineral dan asid organik.

Kerintangan alkali diambil kira dalam pemprosesan teknologi bahan, kerana ia membantu mengenali sifat bahan tersebut.

Kerintangan gas mencirikan keupayaan objek untuk menentang interaksi dengan gas yang merupakan sebahagian daripada atmosfera.

kakisan logam
kakisan logam

Menggunakan indeks anti-karat, anda boleh mengetahui berapa banyak bahan boleh dimusnahkan oleh kakisan akibat daripada pendedahan kepada persekitaran luaran.

Sifat mekanikal

Sifat mekanikal ialah tindak balas bahan terhadap beban mekanikal yang dikenakan padanya.

Sifat fizikal dan mekanikal bahan sering bertindih, tetapi terdapat beberapa sifat mekanikal semata-mata. Dari segi mekanik, bahan dicirikan oleh keanjalan, kekuatan, kekerasan, keplastikan, keletihan, kerapuhan, dsb.

Keanjalan ialah keupayaan badan (pepejal) untuk menentang pengaruh yang bertujuan mengubah isipadu atau bentuknya. Objek yang mempunyai nilai keanjalan yang tinggi adalah tahan terhadap tekanan mekanikal dan mampu membaiki sendiri, kembali kepada keadaan asalnya selepas pemberhentian pendedahan.

Kekuatan menunjukkan betapa tahan bahan terhadap pecah. Nilai maksimumnya untuk objek tertentu dipanggil kekuatan tegangan. Keplastikan juga merujuk kepada penunjuk kekuatan. Ia adalah sifat (ciri pepejal) untuk mengubah rupa (ubah bentuk) secara tidak boleh ditarik balik di bawah pengaruh daya yang terpancar dari luar.

contoh keplastikan bahan
contoh keplastikan bahan

Keletihan ialah proses terkumpul di mana, akibat daripada kesan mekanikal yang berulang, tahap tekanan dalaman bahan meningkat. Tahap ini akan meningkat sehingga ia melepasi had keanjalan, menyebabkan bahan mula rosak.

Salah satu sifat yang paling biasa ialah kekerasan. Ia mewakili tahap rintangan objek terhadap lekukan.

Kaedah menentukan sifat fizikal

Untuk mengetahui sifat fizikal tertentu sesuatu bahan, pelbagai kaedah digunakan, yang setiap satunya bertujuan untuk mengkaji penunjuk tertentu.

Untuk menentukan ketumpatan sampel bahan, kaedah penimbangan hidrostatik sering digunakan. Ia melibatkan pengukuran isipadu bahan dengan jisim cecair yang disesarkannya. Ketumpatan sebenar dikira secara matematik dengan membahagikan jisim objek dengan isipadu mutlaknya.

Eksperimen untuk menentukan jumlah penyerapan air dijalankan dalam beberapa peringkat. Pertama sekali, sampel bahan ditimbang, dimensinya diukur dan isipadunya dikira. Selepas itu, ia direndam dalam air selama 48 jam untuk tepu dengan cecair. Selepas 2 hari, sampel dikeluarkan dari air dan segera ditimbang, selepas itu penyerapan air bahan dikira secara matematik.

Kebanyakan kaedah untuk menentukan sifat fizikal bahan dalam amalan berpunca daripada penggunaan formula khas.

pengiraan matematik
pengiraan matematik

Penentuan sifat kimia

Semua sifat kimia asas bahan ditentukan dengan mewujudkan keadaan untuk interaksi objek kajian dengan pelbagai reagen. Untuk menentukan keterlarutan, air, minyak, petrol dan pelarut lain digunakan. Tahap pengoksidaan dan kerentanan kepada kakisan ditentukan menggunakan pelbagai agen pengoksidaan yang menggalakkan tindak balas am, petting dan intergranular.

Penentuan ciri mekanikal

Sifat mekanikal bahan sebahagian besarnya bergantung pada strukturnya, daya yang dikenakan padanya, suhu dan tekanan luar. Hampir semua ciri mekanikal bahan ditubuhkan semasa ujian makmal. Yang paling mudah ialah ketegangan, mampatan, kilasan, pemuatan dan lenturan. Jadi, sebagai contoh, kekuatan tegangan bahan dalam lenturan dan mampatan ditentukan menggunakan penekan hidraulik.

Selain itu, semasa menentukan sifat mekanikal, formula khas juga digunakan, yang selalunya berdasarkan jisim objek dan isipadunya.

Disyorkan: