Ste se kdaj vprašali, kaj so skrivnostne amorfne snovi? Po strukturi se razlikujejo tako od trdnih kot tekočih. Dejstvo je, da so takšna telesa v posebnem zgoščenem stanju, ki ima le red kratkega dosega. Primeri amorfnih snovi so smola, steklo, jantar, guma, polietilen, polivinilklorid (naša najljubša plastična okna), različni polimeri in drugo. To so trdne snovi, ki nimajo kristalne mreže. Vključujejo tudi pečatni vosek, različna lepila, ebonit in plastiko.
Nenavadne lastnosti amorfnih snovi
Med delitvijo se obrazi ne oblikujejo v amorfnih telesih. Delci so popolnoma naključni in so med seboj zelo blizu. Lahko so zelo debele in viskozne. Kako nanje vplivajo zunanji vplivi? Pod vplivom različnih temperatur postanejo telesa tekoča, kot tekočine, hkrati pa precej elastična. V primeru, ko zunanji vpliv ne traja dolgo, se lahko snovi amorfne strukture z močnim udarcem razbijejo na koščke. dolgazunanji vpliv povzroči, da preprosto tečejo.
Poskusite malo poskusa s smolo doma. Položite ga na trdo površino in opazili boste, da začne gladko teči. Tako je, to je amorfna snov! Hitrost je odvisna od temperaturnih indikatorjev. Če je zelo visoka, se bo smola začela širiti opazno hitreje.
Kaj je še značilno za taka telesa? Lahko imajo kakršno koli obliko. Če amorfne snovi v obliki majhnih delcev damo v posodo, na primer v vrč, bodo tudi te imele obliko posode. So tudi izotropne, to pomeni, da kažejo enake fizikalne lastnosti v vseh smereh.
Taljenje in prehod v druga stanja. Kovina in steklo
Amorfno stanje snovi ne pomeni vzdrževanja določene temperature. Pri nizkih stopnjah telesa zmrznejo, pri visokih stopnjah se stopijo. Mimogrede, od tega je odvisna tudi stopnja viskoznosti takšnih snovi. Nizke temperature prispevajo k zmanjšanju viskoznosti, visoke temperature, nasprotno, povečajo.
Za snovi amorfnega tipa je mogoče razlikovati še eno značilnost - prehod v kristalno stanje in spontan. Zakaj se to dogaja? Notranja energija v kristalnem telesu je veliko manjša kot v amorfnem. To lahko vidimo na primeru steklenih izdelkov – sčasoma se kozarci zameglijo.
Kovinsko steklo - kaj je to? Kovino je mogoče odstraniti iz kristalne rešetke vmed taljenjem, to je, da postane snov amorfne strukture steklena. Med strjevanjem pri umetnem hlajenju se kristalna mreža ponovno oblikuje. Amorfna kovina ima preprosto neverjetno odpornost proti koroziji. Na primer, karoserija avtomobila, izdelana iz njega, ne bi potrebovala različnih premazov, saj ne bi bila izpostavljena spontanemu uničenju. Amorfna snov je telo, katerega atomska struktura ima izjemno moč, kar pomeni, da se amorfna kovina lahko uporablja v popolnoma katerem koli industrijskem sektorju.
Kristalna struktura snovi
Če želite biti dobro seznanjeni z značilnostmi kovin in znati delati z njimi, morate imeti znanje o kristalni strukturi določenih snovi. Proizvodnja kovinskih izdelkov in področje metalurgije ne bi mogla dobiti takšnega razvoja, če ljudje ne bi imeli določenih spoznanj o spremembah v strukturi zlitin, tehnoloških metodah in obratovalnih značilnostih.
Štiri stanja snovi
Dobro je znano, da obstajajo štiri agregirana stanja: trdno, tekoče, plinasto, plazma. Trdne amorfne snovi so lahko tudi kristalne. Pri takšni strukturi je mogoče opaziti prostorsko periodičnost v razporeditvi delcev. Ti delci v kristalih lahko izvajajo periodično gibanje. V vseh telesih, ki jih opazujemo v plinastem ali tekočem stanju, lahko opazimo gibanje delcev v obliki kaotične motnje. Amorfne trdne snovi (kot so kovine vkondenzirano stanje: ebonit, stekleni izdelki, smole) lahko imenujemo tekočine zamrznjenega tipa, saj ko spremenijo obliko, lahko opazite tako značilno lastnost, kot je viskoznost.
Razlika med amorfnimi telesi iz plinov in tekočin
Manifestacije plastičnosti, elastičnosti, utrjevanja med deformacijo so značilne za mnoga telesa. Kristalne in amorfne snovi imajo te lastnosti v večji meri, tekočine in plini pa ne. Po drugi strani pa lahko vidite, da prispevajo k elastični spremembi prostornine.
Kristalne in amorfne snovi. Mehanske in fizikalne lastnosti
Kaj so kristalne in amorfne snovi? Kot je navedeno zgoraj, lahko amorfna imenujemo tista telesa, ki imajo ogromen koeficient viskoznosti, pri običajni temperaturi pa je njihova tekočnost nemogoča. Toda visoka temperatura, nasprotno, omogoča, da so tekoči, kot tekočina.
Snovi tipa kristalov se zdijo popolnoma drugačne. Te trdne snovi imajo lahko lastno tališče, odvisno od zunanjega tlaka. Dobivanje kristalov je možno, če je tekočina ohlajena. Če ne sprejmete določenih ukrepov, lahko opazite, da se v tekočem stanju začnejo pojavljati različni centri kristalizacije. Na območju okoli teh središč pride do tvorbe trdne snovi. Zelo majhni kristali se začnejo združevati med seboj v naključnem vrstnem redu in tako dobimo tako imenovani polikristal. Takšno telo jeizotropno.
Lastnosti snovi
Kaj določa fizikalne in mehanske značilnosti teles? Pomembne so atomske vezi, prav tako vrsta kristalne strukture. Za ionske kristale so značilne ionske vezi, kar pomeni gladek prehod iz enega atoma v drugega. V tem primeru nastanejo pozitivno in negativno nabiti delci. Ionsko vez lahko opazimo na preprostem primeru – takšne lastnosti so značilne za različne okside in soli. Druga značilnost ionskih kristalov je nizka toplotna prevodnost, vendar se lahko njegova zmogljivost pri segrevanju znatno poveča. Na vozliščih kristalne mreže lahko vidite različne molekule, ki jih odlikujejo močne atomske vezi.
Številni minerali, ki jih najdemo povsod v naravi, imajo kristalno strukturo. In amorfno stanje snovi je tudi narava v svoji najčistejši obliki. Samo v tem primeru je telo nekaj brezobličnega, kristali pa lahko prevzamejo obliko najlepših poliedrov z ravnimi ploskvami, pa tudi tvorijo nova trdna telesa neverjetne lepote in čistosti.
Kaj so kristali? Amorfno-kristalna struktura
Oblika takšnih teles je za določeno povezavo konstantna. Na primer, beril vedno izgleda kot šesterokotna prizma. Naredite majhen eksperiment. Vzemite majhen kristal kubične soli (kroglico) in ga dajte v posebno raztopino, ki je čim bolj nasičena z isto soljo. Sčasoma boste opazili, da je to telo ostalo nespremenjeno - spet je pridobilooblika kocke ali kroglice, ki je lastna kristalom soli.
Amorfno-kristalne snovi so taka telesa, ki lahko vsebujejo tako amorfne kot kristalne faze. Kaj vpliva na lastnosti materialov takšne strukture? Predvsem različno razmerje volumnov in različna razporeditev med seboj. Pogosti primeri takšnih snovi so materiali iz keramike, porcelana, steklokeramike. Iz tabele lastnosti materialov z amorfno-kristalinično strukturo je razvidno, da porcelan vsebuje največji odstotek steklene faze. Številke nihajo med 40-60 odstotki. Najnižjo vsebnost bomo videli na primeru vlivanja kamna - manj kot 5 odstotkov. Hkrati bodo imele keramične ploščice večjo absorpcijo vode.
Kot veste, so industrijski materiali, kot so porcelan, keramične ploščice, kamniti ulitki in steklokeramika, amorfno-kristalne snovi, saj v svoji sestavi vsebujejo steklene faze in hkrati kristale. Hkrati je treba opozoriti, da lastnosti materialov niso odvisne od vsebnosti steklenih faz v njem.
Amorfne kovine
Uporaba amorfnih snovi se najbolj aktivno izvaja na področju medicine. Na primer, hitro ohlajena kovina se aktivno uporablja v kirurgiji. Zahvaljujoč razvoju, povezanemu z njim, se je veliko ljudi po hudih poškodbah lahko samostojno premikalo. Stvar je v tem, da je snov amorfne strukture odličen biomaterial za implantacijo v kosti. Prejetov primeru hudih zlomov se uvedejo posebni vijaki, plošče, zatiči, zatiči. Prej so v kirurgiji za te namene uporabljali jeklo in titan. Šele pozneje so opazili, da se amorfne snovi v telesu zelo počasi razgrajujejo in ta neverjetna lastnost omogoča, da se kostno tkivo obnovi. Nato se snov nadomesti s kostjo.
Uporaba amorfnih snovi v meroslovju in precizni mehaniki
Natančna mehanika temelji prav na natančnosti, zato se tako imenuje. Posebej pomembno vlogo v tej panogi, pa tudi v meroslovju, imajo ultra-natančni indikatorji merilnih instrumentov, kar je mogoče doseči z uporabo amorfnih teles v napravah. Zahvaljujoč natančnim meritvam se na inštitutih s področja mehanike in fizike izvajajo laboratorijske in znanstvene raziskave, pridobivajo se nova zdravila in izboljšujejo znanstvena spoznanja.
Polimeri
Drug primer uporabe amorfne snovi so polimeri. Počasi se lahko spremenijo iz trdnega v tekoče, medtem ko je za kristalne polimere značilno tališče in ne zmehčanje. Kakšno je fizično stanje amorfnih polimerov? Če tem snovem date nizko temperaturo, lahko vidite, da bodo v steklenem stanju in imajo lastnosti trdnih snovi. Postopno segrevanje povzroči, da se polimeri začnejo premikati v stanje povečane elastičnosti.
Amorfne snovi, katerih primere smo pravkar navedli, se intenzivno uporabljajo vindustrijo. Superelastično stanje omogoča kakršno koli deformacijo polimerov, to stanje pa dosežemo zaradi povečane prožnosti povezav in molekul. Nadaljnje zvišanje temperature vodi do dejstva, da polimer pridobi še bolj elastične lastnosti. Začne prehajati v posebno tekoče in viskozno stanje.
Če pustite situacijo nenadzorovano in ne preprečite nadaljnjega dviga temperature, bo polimer podvržen razgradnji, torej uničenju. Viskozno stanje kaže, da so vse enote makromolekule zelo mobilne. Ko polimerna molekula teče, se povezave ne le izravnajo, ampak se tudi zelo približajo drug drugemu. Medmolekularno delovanje spremeni polimer v trdo snov (gumo). Ta proces se imenuje mehanski prehod stekla. Nastala snov se uporablja za proizvodnjo filmov in vlaken.
Poliamide, poliakrilonitrile lahko pridobimo iz polimerov. Za izdelavo polimernega filma morate polimere potisniti skozi matrice, ki imajo luknjo z režo, in jih nanesti na trak. Na ta način se proizvajajo embalažni materiali in podlage za magnetne trakove. Polimeri vključujejo tudi različne lake (tvorijo peno v organskem topilu), lepila in druge vezivne materiale, kompozite (polimerna osnova s polnilom), plastike.
polimerne aplikacije
Ta vrsta amorfnih snovi je trdno zakoreninjena v naših življenjih. Uporabljajo se povsod. Ti vključujejo:
1. Različne podlage zaproizvodnja lakov, lepil, plastičnih izdelkov (fenol-formaldehidne smole).
2. Elastomeri ali sintetični kavčuk.
3. Električni izolacijski material je polivinilklorid oziroma dobro poznana plastična PVC okna. Je odporen proti ognju, saj velja za počasi goreč, ima povečano mehansko trdnost in električne izolacijske lastnosti.
4. Poliamid je snov z zelo visoko trdnostjo in odpornostjo proti obrabi. Ima visoke dielektrične lastnosti.
5. Pleksi steklo ali polimetil metakrilat. Uporabljamo ga lahko na področju elektrotehnike ali pa ga uporabimo kot material za konstrukcije.
6. Fluoroplast ali politetrafluoroetilen je dobro znan dielektrik, ki ne kaže lastnosti raztapljanja v topilih organskega izvora. Njegovo široko temperaturno območje in dobre dielektrične lastnosti omogočajo, da se uporablja kot hidrofobni ali protitorni material.
7. polistiren. Na ta material ne vplivajo kisline. Tako kot fluoroplastika in poliamid se lahko šteje za dielektrik. Zelo vzdržljiv glede na mehanske udarce. Polistiren se uporablja povsod. Na primer, dobro se je izkazal kot strukturni in električni izolacijski material. Uporablja se v elektrotehniki in radiotehniki.
8. Za nas je verjetno najbolj znan polimer polietilen. Material kaže odpornost, ko je izpostavljen agresivnim okoljem, absolutno ne prepušča vlage. Če je embalaža izdelana iz polietilena, se ne morete bati, da se bo vsebina pokvarila pod vplivom močnihdež. Polietilen je tudi dielektrik. Njegova uporaba je obsežna. Iz nje se izdelujejo cevne konstrukcije, različni električni izdelki, izolacijske folije, ovoji za kable telefonskih in daljnovodov, deli za radijsko in drugo opremo.
9. PVC je visokopolimerni material. Je sintetična in termoplastična. Ima strukturo molekul, ki so asimetrične. Skoraj ne prehaja vode in je izdelan s stiskanjem z žigosanjem in z oblikovanjem. Polivinilklorid se najpogosteje uporablja v električni industriji. Na njegovi podlagi so ustvarjene različne toplotnoizolacijske cevi in cevi za kemično zaščito, baterije, izolacijski tulci in tesnila, žice in kabli. PVC je tudi odličen nadomestek za škodljiv svinec. Ni ga mogoče uporabiti kot visokofrekvenčno vezje v obliki dielektrika. In vse zaradi dejstva, da bodo v tem primeru dielektrične izgube visoke. Visoko prevoden.
