Het jy al ooit gewonder wat die geheimsinnige amorfe stowwe is? In struktuur verskil hulle van beide vaste en vloeistof. Die feit is dat sulke liggame in 'n spesiale gekondenseerde toestand is, wat slegs kortafstandorde het. Voorbeelde van amorfe stowwe is hars, glas, amber, rubber, poliëtileen, polivinielchloried (ons gunsteling plastiekvensters), verskeie polimere en ander. Dit is vaste stowwe wat nie 'n kristalrooster het nie. Dit sluit ook seëlwas, verskeie kleefmiddels, eboniet en plastiek in.
Ongewone eienskappe van amorfe stowwe
Tydens splitsing word gesigte nie in amorfe liggame gevorm nie. Die deeltjies is heeltemal willekeurig en is op 'n kort afstand van mekaar. Hulle kan beide baie dik en viskeus wees. Hoe word hulle deur eksterne invloede beïnvloed? Onder die invloed van verskillende temperature word liggame vloeibaar, soos vloeistowwe, en terselfdertyd redelik elasties. In die geval wanneer die eksterne impak nie lank duur nie, kan stowwe van 'n amorfe struktuur met 'n kragtige slag in stukke breek. lankinvloed van buite veroorsaak dat hulle eenvoudig vloei.
Probeer 'n bietjie harseksperiment by die huis. Lê dit op 'n harde oppervlak en jy sal agterkom dat dit glad begin vloei. Dis reg, dit is 'n amorfe stof! Die spoed hang af van die temperatuuraanwysers. As dit baie hoog is, sal die hars merkbaar vinniger begin versprei.
Wat is nog tipies vir sulke liggame? Hulle kan enige vorm aanneem. As amorfe stowwe in die vorm van klein deeltjies in 'n houer geplaas word, byvoorbeeld in 'n beker, sal dit ook die vorm van 'n houer aanneem. Hulle is ook isotropies, dit wil sê, hulle vertoon dieselfde fisiese eienskappe in alle rigtings.
Smelting en oorgang na ander state. Metaal en glas
Die amorfe toestand van materie impliseer nie die handhawing van enige spesifieke temperatuur nie. Teen lae tempo vries die liggame, teen hoë tempo smelt hulle. Terloops, die mate van viskositeit van sulke stowwe hang ook hiervan af. Lae temperature dra by tot verlaagde viskositeit, hoë temperature, inteendeel, verhoog dit.
Vir stowwe van die amorfe tipe kan nog een kenmerk onderskei word - die oorgang na die kristallyne toestand, en spontaan. Hoekom gebeur dit? Die interne energie in 'n kristallyne liggaam is baie minder as in 'n amorfe een. Ons kan dit sien in die voorbeeld van glasprodukte – glase word mettertyd troebel.
Metaalglas - wat is dit? Metaal kan van die kristalrooster in verwyder wordtydens smelting, dit wil sê om 'n stof met 'n amorfe struktuur glasig te maak. Tydens stolling onder kunsmatige verkoeling word die kristalrooster weer gevorm. Amorfe metaal het eenvoudig ongelooflike weerstand teen korrosie. Byvoorbeeld, 'n motorbak wat daaruit gemaak is, sal nie verskeie bedekkings benodig nie, aangesien dit nie aan spontane vernietiging onderwerp sal word nie. 'n Amorfe stof is 'n liggaam waarvan die atoomstruktuur ongekende sterkte het, wat beteken dat 'n amorfe metaal in absoluut enige industriële sektor gebruik kan word.
Kristalstruktuur van stowwe
Om goed vertroud te wees met die eienskappe van metale en daarmee te kan werk, moet jy kennis hê oor die kristalstruktuur van sekere stowwe. Die vervaardiging van metaalprodukte en die veld van metallurgie sou nie so 'n ontwikkeling kon kry as mense nie sekere kennis oor veranderinge in die struktuur van legerings, tegnologiese metodes en operasionele kenmerke gehad het nie.
Die vier toestande van materie
Dit is welbekend dat daar vier toestande van aggregasie is: vaste stof, vloeistof, gasvormig, plasma. Vaste amorfe stowwe kan ook kristallyn wees. Met so 'n struktuur kan ruimtelike periodisiteit in die rangskikking van deeltjies waargeneem word. Hierdie deeltjies in kristalle kan periodieke beweging uitvoer. In al die liggame wat ons in 'n gas- of vloeibare toestand waarneem, kan 'n mens die beweging van deeltjies in die vorm van 'n chaotiese versteuring waarneem. Amorfe vaste stowwe (soos metale ingekondenseerde toestand: eboniet, glasprodukte, harse) kan bevrore-tipe vloeistowwe genoem word, want wanneer hulle van vorm verander, kan jy so 'n kenmerkende kenmerk soos viskositeit opmerk.
Die verskil tussen amorfe liggame van gasse en vloeistowwe
Manifestasies van plastisiteit, elastisiteit, verharding tydens vervorming is kenmerkend van baie liggame. Kristalliene en amorfe stowwe het in 'n groter mate hierdie eienskappe, terwyl vloeistowwe en gasse nie. Maar aan die ander kant kan jy sien dat hulle bydra tot 'n elastiese verandering in volume.
Kristallyne en amorfe stowwe. Meganiese en fisiese eienskappe
Wat is kristallyne en amorfe stowwe? Soos hierbo genoem, kan amorf die liggame genoem word wat 'n groot viskositeitskoëffisiënt het, en by gewone temperatuur is hul vloeibaarheid onmoontlik. Maar die hoë temperatuur, inteendeel, laat hulle vloeibaar wees, soos 'n vloeistof.
Kristal-tipe stowwe blyk heeltemal anders te wees. Hierdie vaste stowwe kan hul eie smeltpunt hê, afhangende van die eksterne druk. Dit is moontlik om kristalle te kry as die vloeistof afgekoel word. As u nie sekere maatreëls tref nie, kan u sien dat verskillende sentrums van kristallisasie in vloeibare toestand begin verskyn. In die gebied rondom hierdie sentrums vind die vorming van 'n vaste stof plaas. Baie klein kristalle begin in 'n ewekansige volgorde met mekaar kombineer, en 'n sogenaamde polikristal word verkry. So 'n liggaam isisotroop.
kenmerke van stowwe
Wat bepaal die fisiese en meganiese eienskappe van liggame? Atoombindings is belangrik, so ook die tipe kristalstruktuur. Ioniese kristalle word gekenmerk deur ioniese bindings, wat 'n gladde oorgang van een atoom na 'n ander beteken. In hierdie geval, die vorming van positief en negatief gelaaide deeltjies. Ons kan die ioniese binding in 'n eenvoudige voorbeeld waarneem - sulke eienskappe is kenmerkend van verskeie oksiede en soute. Nog 'n kenmerk van ioniese kristalle is die lae geleidingsvermoë van hitte, maar die werkverrigting daarvan kan aansienlik toeneem wanneer dit verhit word. By die nodusse van die kristalrooster kan jy verskeie molekules sien wat deur sterk atoombindings onderskei word.
Baie minerale wat ons oral in die natuur kry, het 'n kristallyne struktuur. En die amorfe toestand van materie is ook die natuur in sy suiwerste vorm. Slegs in hierdie geval is die liggaam iets vormloos, maar die kristalle kan die vorm aanneem van die mooiste veelvlakke met plat gesigte, asook nuwe soliede liggame van wonderlike skoonheid en suiwerheid vorm.
Wat is kristalle? Amorfe-kristallyne struktuur
Die vorm van sulke liggame is konstant vir 'n sekere verband. Beryl lyk byvoorbeeld altyd soos 'n seskantige prisma. Doen 'n klein eksperiment. Neem 'n klein kristal kubieke sout (bal) en sit dit in 'n spesiale oplossing so versadig as moontlik met dieselfde sout. Met verloop van tyd sal jy agterkom dat hierdie liggaam onveranderd gebly het - dit het weer verkrydie vorm van 'n kubus of 'n bal, wat inherent aan soutkristalle is.
Amorfe-kristallyne stowwe is sulke liggame wat beide amorfe en kristallyne fases kan bevat. Wat beïnvloed die eienskappe van materiale van so 'n struktuur? Hoofsaaklik verskillende verhouding van volumes en verskillende rangskikking in verhouding tot mekaar. Algemene voorbeelde van sulke stowwe is materiale van keramiek, porselein, glaskeramiek. Uit die tabel van eienskappe van materiale met 'n amorf-kristallyne struktuur, word dit bekend dat porselein die maksimum persentasie glasfase bevat. Die syfers wissel tussen 40-60 persent. Ons sal die laagste inhoud in die voorbeeld van klipgieting sien - minder as 5 persent. Terselfdertyd sal keramiekteëls hoër waterabsorpsie hê.
Soos u weet, is industriële materiale soos porselein, keramiekteëls, klipgietwerk en glaskeramiek amorfe-kristallyne stowwe, omdat dit glasagtige fases en terselfdertyd kristalle in hul samestelling bevat. Terselfdertyd moet daarop gelet word dat die eienskappe van materiale nie afhang van die inhoud van glasfases daarin nie.
Amorfe metale
Die gebruik van amorfe stowwe word die aktiefste op die gebied van medisyne uitgevoer. Byvoorbeeld, vinnig afgekoelde metaal word aktief in chirurgie gebruik. Danksy die ontwikkelings wat daarmee gepaardgaan, kon baie mense ná ernstige beserings onafhanklik beweeg. Die ding is dat die stof van 'n amorfe struktuur 'n uitstekende biomateriaal is vir inplanting in bene. Ontvangspesiale skroewe, plate, penne, penne word ingestel in die geval van ernstige frakture. Voorheen is staal en titanium vir sulke doeleindes in chirurgie gebruik. Eers later is opgemerk dat amorfe stowwe baie stadig in die liggaam ontbind, en hierdie wonderlike eienskap maak dit vir beenweefsel moontlik om te herstel. Vervolgens word die stof deur been vervang.
Gebruik van amorfe stowwe in metrologie en presisiemeganika
Presiese meganika is presies gebaseer op akkuraatheid, en daarom word dit so genoem. 'n Besonder belangrike rol in hierdie industrie, sowel as in metrologie, word gespeel deur ultra-akkurate aanwysers van meetinstrumente; dit kan bereik word deur amorfe liggame in toestelle te gebruik. Danksy akkurate metings word laboratorium- en wetenskaplike navorsing by institute op die gebied van meganika en fisika uitgevoer, nuwe middels word verkry, en wetenskaplike kennis word verbeter.
Polymers
Nog 'n voorbeeld van die gebruik van 'n amorfe stof is polimere. Hulle kan stadig van 'n vaste stof na 'n vloeistof verander, terwyl kristallyne polimere gekenmerk word deur 'n smeltpunt, nie 'n versagpunt nie. Wat is die fisiese toestand van amorfe polimere? As jy hierdie stowwe 'n lae temperatuur gee, kan jy sien dat hulle in 'n glasagtige toestand sal wees en die eienskappe van vaste stowwe sal vertoon. Geleidelike verhitting veroorsaak dat die polimere in 'n toestand van verhoogde elastisiteit begin beweeg.
Amorfe stowwe, voorbeelde waarvan ons so pas gegee het, word intensief gebruik inbedryf. Die superelastiese toestand laat polimere toe om op enige manier te vervorm, en hierdie toestand word bereik as gevolg van die verhoogde buigsaamheid van skakels en molekules. 'n Verdere toename in temperatuur lei daartoe dat die polimeer selfs meer elastiese eienskappe verkry. Dit begin in 'n spesiale vloeibare en viskose toestand oorgaan.
As jy die situasie onbeheerd laat en nie 'n verdere toename in temperatuur verhoed nie, sal die polimeer degradasie ondergaan, dit wil sê vernietiging. Die viskose toestand toon dat alle eenhede van die makromolekule baie beweeglik is. Wanneer 'n polimeermolekule vloei, word die skakels nie net reguit nie, maar kom ook baie naby aan mekaar. Intermolekulêre aksie verander die polimeer in 'n harde stof (rubber). Hierdie proses word meganiese glasoorgang genoem. Die resulterende stof word gebruik om films en vesels te vervaardig.
Poliamiede, poliakrielonitrille kan van polimere verkry word. Om 'n polimeerfilm te maak, moet jy die polimere deur matryse met 'n gleufgat dwing en dit op die band aanbring. Op hierdie manier word verpakkingsmateriaal en basisse vir magnetiese bande vervaardig. Polimere sluit ook verskeie vernis in (wat skuim in 'n organiese oplosmiddel vorm), kleefmiddels en ander bindmiddels, komposiete (polimeerbasis met vuller), plastiek.
polimeertoepassings
Hierdie soort amorfe stowwe is stewig gewortel in ons lewens. Hulle word oral toegepas. Dit sluit in:
1. Verskeie basisse virvervaardiging van vernis, gom, plastiekprodukte (fenol-formaldehiedharse).
2. Elastomere of sintetiese rubbers.
3. Die elektriese isolasiemateriaal is polivinielchloried, of die bekende plastiek PVC-vensters. Dit is bestand teen brande, aangesien dit as stadig brandend beskou word, het verhoogde meganiese sterkte en elektriese isolerende eienskappe.
4. Poliamied is 'n stof met baie hoë sterkte en slytasieweerstand. Dit het hoë diëlektriese eienskappe.
5. Plexiglas, of polimetielmetakrilaat. Ons kan dit in die veld van elektriese ingenieurswese gebruik of as 'n materiaal vir strukture gebruik.
6. Fluoroplast, of politetrafluoretileen, is 'n bekende diëlektrikum wat nie die eienskappe van ontbinding in oplosmiddels van organiese oorsprong vertoon nie. Sy wye temperatuurreeks en goeie diëlektriese eienskappe laat dit toe om as 'n hidrofobiese of anti-wrywing materiaal gebruik te word.
7. Polistireen. Hierdie materiaal word nie deur sure beïnvloed nie. Dit kan, soos fluoroplastiek en poliamied, as 'n diëlektrikum beskou word. Baie duursaam met betrekking tot meganiese impak. Polistireen word oral gebruik. Dit het homself byvoorbeeld goed bewys as 'n strukturele en elektriese isolasiemateriaal. Dit word in elektriese en radio-ingenieurswese gebruik.
8. Seker die bekendste polimeer vir ons is poliëtileen. Die materiaal vertoon weerstand wanneer dit aan aggressiewe omgewings blootgestel word, dit laat absoluut nie vog deur nie. As die verpakking van poliëtileen gemaak is, kan jy nie bang wees dat die inhoud sal versleg onder die invloed van sterkreën. Poliëtileen is ook 'n diëlektrikum. Die toepassing daarvan is omvattend. Pypstrukture, verskeie elektriese produkte, isolasiefilm, omhulsels vir kabels van telefoon- en kraglyne, onderdele vir radio en ander toerusting word daarvan gemaak.
9. PVC is 'n hoë polimeer materiaal. Dit is sinteties en termoplasties. Dit het 'n struktuur van molekules wat asimmetries is. Gaan amper nie water deur nie en word gemaak deur te druk met stamp en deur giet. Polivinielchloried word die meeste in die elektriese industrie gebruik. Op die basis daarvan word verskeie hitte-isolerende slange en slange vir chemiese beskerming, batterybanke, isolerende hulse en pakkings, drade en kabels geskep. PVC is ook 'n uitstekende plaasvervanger vir skadelike lood. Dit kan nie as 'n hoëfrekwensiekring in die vorm van 'n diëlektrikum gebruik word nie. En dit alles te danke aan die feit dat in hierdie geval die diëlektriese verliese hoog sal wees. Hoogs geleidend.
