Vsak predmet, ki obdaja človeka, je narejen iz določene surovine. Služi kot različni materiali. Da bi jih uporabljali učinkoviteje, morate najprej natančno preučiti njihove lastnosti in značilnosti.
Vrste lastnosti
Trenutno so raziskovalci identificirali tri glavne vrste lastnosti materiala:
- fizični;
- kemična;
- mehanski.
Vsak od njih opisuje določene značilnosti določenega materiala. Po drugi strani jih je mogoče kombinirati, na primer fizikalne in kemijske lastnosti materialov so združene v fizikalne in kemijske lastnosti.
Fizične lastnosti
Fizikalne lastnosti materialov označujejo njihovo strukturo, pa tudi njihov odnos do vseh vrst procesov (fizične narave), ki prihajajo iz zunanjega okolja. Te lastnosti so lahko:
- Posebne značilnosti strukture in strukturne značilnosti - res,povprečna in nasipna gostota; zaprta, odprta ali skupna gostota.
- Hidrofizični (odziv na vodo ali zmrzal) - vpijanje vode, izguba vlage, vlažnost, odpornost proti zmrzovanju.
- Termofizične (lastnosti, ki nastanejo pod vplivom toplote ali mraza) - toplotna prevodnost, toplotna zmogljivost, požarna odpornost, požarna odpornost, itd.
Vsi se nanašajo na osnovne fizikalne lastnosti materialov in snovi.
Posebne značilnosti
Prava gostota je fizična lastnost materialov, ki je izražena z razmerjem med maso snovi in njeno prostornino. V tem primeru mora biti predmet, ki ga preučujemo, v absolutni gostoti, torej brez praznin in por. Povprečna gostota se imenuje fizična količina, ki je določena z razmerjem med maso snovi in prostornino, ki jo zaseda v prostoru. Pri izračunu te lastnosti obseg predmeta vključuje vse notranje in zunanje pore in praznine.
Za ohlapne snovi je značilna takšna fizikalna lastnost materialov, kot je nasipna gostota. Obseg takega predmeta študija ne vključuje le poroznosti materiala, temveč tudi praznine, ki nastanejo med elementi snovi.
Poroznost materiala je vrednost, ki izraža stopnjo napolnjenosti celotne prostornine snovi s porami.
Hidrofizične lastnosti
Posledice izpostavljenosti vodi ali zmrzali so v veliki meri odvisne od stopnje njene gostote in poroznosti, ki vplivata na stopnjo absorpcije vode,vodoprepustnost, odpornost proti zmrzovanju, toplotna prevodnost, itd.
Vpojnost vode je sposobnost snovi, da absorbira in zadrži vlago. Visoka stopnja poroznosti ima pri tem pomembno vlogo.
Vračanje vlage je lastnost, ki je nasprotna absorpciji vode, torej označuje material s strani vračanja vlage v okolje. Ta vrednost ima pomembno vlogo pri predelavi nekaterih snovi, na primer gradbenih materialov, ki imajo med gradnjo visoko vlažnost. Zahvaljujoč sproščanju vlage se posušijo, dokler njihova vlažnost ni enaka vlažnosti okolja.
Higroskopnost je lastnost, ki zagotavlja absorpcijo vodne pare s strani predmeta od zunaj. Les lahko na primer absorbira veliko vlage, zaradi česar se poveča teža, zmanjša moč in spremeni velikost.
Skrčenje ali krčenje je hidrofizična lastnost materialov, ki vključuje zmanjšanje njegove prostornine in velikosti med sušenjem.
Vodoodpornost je sposobnost snovi, da obdrži svojo moč zaradi vlage.
Odpornost proti zmrzovanju je zmožnost materiala, nasičenega z vodo, da prenese večkratno zmrzovanje in odmrzovanje, ne da bi zmanjšal stopnjo trdnosti in uničenja.
Termofizikalne lastnosti
Kot že omenjeno, takšne lastnosti opisujejo učinke izpostavljenosti toploti ali mrazu na snovi in materiale.
Toplotna prevodnost je sposobnost predmeta, da prenaša toploto s površine na površino skozi svojo debelino.
Toplotna zmogljivost je lastnost snovi, ki zagotavlja absorpcijo določene količine toplote pri segrevanju in sproščanje enake količine toplote pri hlajenju.
Ognjevarnost je fizična lastnost materiala, ki opisuje njegovo sposobnost, da prenese visoke temperature in tekočine v ognju. Glede na stopnjo požarne odpornosti so materiali in snovi lahko ognjevarni, počasi goreči in gorljivi.
Refraktornost je sposobnost predmeta, da prenese dolgotrajno izpostavljenost visokim temperaturam brez kasnejšega taljenja in deformacije. Glede na stopnjo ognjevzdržnosti so snovi lahko ognjevzdržne, ognjevzdržne in topljive.
Prepustnost pare in plina je fizična lastnost materialov, da pod tlakom prehajajo skozi sebe zračne pline ali vodno paro.
Kemijske lastnosti
Kemijske lastnosti imenujemo lastnosti, ki opisujejo sposobnost materialov, da se odzovejo na vplive okolja, ki vodijo do sprememb v njihovi kemični strukturi. Poleg tega te lastnosti vključujejo tudi karakterizacijo snovi glede na njihov vpliv na strukture drugih predmetov. Z vidika kemičnih lastnosti so materiali opisani s stopnjo topnosti, odpornosti na kisline in alkalije, odpornosti proti plinom in proti koroziji.
Topnost se nanaša na sposobnost snovi, da se raztopi v vodi, bencinu, olju, terpentinu in drugih topilih.
Odpornost na kisline označuje stopnjo odpornosti materiala namineralne in organske kisline.
Alkalna odpornost se upošteva pri tehnološki obdelavi snovi, saj pomaga prepoznati njihovo naravo.
Odpornost na plin označuje sposobnost predmeta, da se upre interakciji s plini, ki so del ozračja.
Z uporabo protikorozijskega indeksa lahko ugotovite, koliko snovi lahko uniči korozija, ki je posledica izpostavljenosti zunanjemu okolju.
Mehanske lastnosti
Mehanske lastnosti so reakcije materialov na mehanske obremenitve, ki so nanje uporabljene.
Fizikalne in mehanske lastnosti materialov se pogosto prekrivajo, vendar obstajajo številne povsem mehanske lastnosti. S strani mehanike so snovi značilne elastičnost, trdnost, trdota, plastičnost, utrujenost, krhkost itd.
Elastičnost je sposobnost teles (trdna), da se uprejo vplivom, katerih cilj je spreminjanje njihove prostornine ali oblike. Predmet z visoko vrednostjo elastičnosti je odporen na mehanske obremenitve in se lahko sam popravi in se po prenehanju izpostavljenosti vrne v prvotno stanje.
Moč kaže, kako odporen je material na lomljenje. Njegova največja vrednost za določen predmet se imenuje natezna trdnost. Plastičnost se nanaša tudi na kazalnike trdnosti. To je lastnost (značilna za trdne snovi), da nepreklicno spremeni svoj videz (deformira) pod vplivom sil, ki izhajajo od zunaj.
Utrujenost je kumulativni proces, pri katerem se zaradi ponavljajočih se mehanskih udarcev poveča raven notranje napetosti materiala. Ta raven se bo povečevala, dokler ne preseže meje elastičnosti, kar bo povzročilo, da se material začne razpadati.
Ena najpogostejših lastnosti je trdota. Predstavlja stopnjo odpornosti predmeta na vdolbino.
Metoda določanja fizikalnih lastnosti
Da bi ugotovili določene fizikalne lastnosti materiala, se uporabljajo različne metode, od katerih je vsaka namenjena preučevanju določenega indikatorja.
Za določitev gostote vzorca materiala se pogosto uporablja hidrostatična metoda tehtanja. Vključuje merjenje prostornine snovi z maso tekočine, ki jo izpodriva. Prava gostota se izračuna matematično tako, da se masa predmeta deli z absolutno prostornino.
Poskus za določitev količine absorpcije vode se izvaja v več fazah. Najprej se vzorec materiala stehta, izmeri njegove dimenzije in izračuna prostornino. Po tem se za 48 ur potopi v vodo, da se nasiči s tekočino. Po 2 dneh vzorec vzamemo iz vode in ga takoj stehtamo, nato pa se matematično izračuna absorpcija vode materiala.
Večina metod za določanje fizikalnih lastnosti materialov v praksi se spušča na uporabo posebnih formul.
Določanje kemičnih lastnosti
Vse osnovne kemijske lastnosti snovi so določene z ustvarjanjem pogojev za interakcijo predmeta preučevanja z različnimi reagenti. Za določitev topnosti se uporabljajo voda, olje, bencin in druga topila. Stopnjo oksidacije in dovzetnost za korozijo določimo z uporabo različnih oksidacijskih sredstev, ki spodbujajo splošne, peting in intergranularne reakcije.
Določanje mehanskih lastnosti
Mehanske lastnosti snovi so v veliki meri odvisne od njihove strukture, sil, ki delujejo nanje, temperature in zunanjega tlaka. Skoraj vse mehanske lastnosti materialov se ugotavljajo z laboratorijskimi testi. Najenostavnejši med njimi so napetost, stiskanje, torzija, obremenitev in upogibanje. Tako se na primer natezna trdnost materiala pri upogibanju in stiskanju določi s hidravlično stiskalnico.
Poleg tega se pri določanju mehanskih lastnosti uporabljajo tudi posebne formule, ki pogosto temeljijo na masi predmeta in njegovi prostornini.
