Caracteristicile structurale și proprietățile de bază ale materialelor, producția de sticlă

Principalele caracteristici structurale ale materialului, care determină în mare măsură proprietățile sale, sunt densitatea și porozitatea. Porii sunt celulele aerului din substanța în sine, din care constă materialul; cavități - cavități de aer între particule individuale ale materialului. Proprietățile fizice ale materialului caracterizat prin comportamentul său sub influența factorilor fizici care modelează efectele asupra mediului și a condițiilor de lucru ale materialului (acțiunea apei, temperaturi ridicate și scăzute și m. P.).






Densitatea medie a materialului pm (o vom densitatea numesc) - o cantitate fizică ce determină m raportul de masă a materialului întregul volum al V-le ocupat, incluzându-le în porii existente și golurile: pm = m / V. În consecință, densitatea materialului variază în funcție de structura sa. Prin urmare, materialele artificiale pot fi obținute cu o densitate dată (necesară), schimbându-le structura.
Adevărata p densitatea materialului caracterizat printr-o unitate de volum de masă de material, și se înțelege numai volumul materialului solid din care este alcătuit materialul VTV excluzând golurile și volumul porilor: p = m / VTV. Cu alte cuvinte, densitatea reală este densitatea substanței din care constă materialul.
În materialele neporoase (sticlă, oțel, bitum), densitatea medie este egală cu densitatea reală.
Densitatea reală a fiecărei substanțe este o caracteristică constantă (constantă fizică), care nu poate fi schimbată ca densitate medie a materialului, fără a schimba compoziția sa chimică sau structura moleculară. Valorile densității reale a unei substanțe depind în principal de compoziția sa chimică și diferă în mod nesemnificativ pentru materialele cu o compoziție chimică similară.
Porozitatea - gradul de umplere a volumului de material cu pori: Π = [(V - Vtv) / V] 100%. De obicei, porozitatea se calculează pornind de la densitatea medie și adevărată:
P = porozitatea materialului este caracterizată nu numai cantitativ, ci și prin natura porilor: închis și deschis, mici (până la sutimi sau miimi de milimetru) si mari (de la câteva zecimi de milimetru la 2. 5 mm). Natura porilor este importantă, de exemplu, în evaluarea capacității unui material de a absorbi apa. Astfel, un material cu pori inchisi practic nu absoarbe apa, cu deschidere (majoritatea porilor sunt capilare comunicante) - absoarbe activ apa.
Porozitatea este principala caracteristică structurală care determină astfel de proprietăți materiale, cum ar fi absorbția apei, conductivitatea termică, proprietățile acustice, rezistența la îngheț, rezistența.






Absorbția de apă - capacitatea materialelor de a absorbi și de a reține umezeala în porii lor - se caracterizează prin cantitatea maximă de apă care poate absorbi materialul complet uscat. Absorbția de apă este determinat în raport cu masa materialului uscat (Bm absorbția de apă în greutate), sau în ceea ce privește volumul de material natural (volum de absorbție a apei Bv): Bm = [(m2 - m1) / m2] · 100%; Bv = [(m2 - m1) / Vest] · 100%, unde m1 este masa materialului în stare uscată, g; m2 - greutate material saturat cu apă a fost evident din formulele de mai sus că Bv / Bm = m1 / V = ​​Pm adică Vv = Bm · pm ...

Umiditatea este o cantitate care indică cantitatea de apă care se află în prezent în material în raport cu masa sa uscată (mai puțin frecvent în raport cu volumul materialului). Conținutul de umiditate al materialului este exprimat ca procent și poate varia de la 0% (material absolut uscat) până la absorbția totală a apei. Material de umiditate depinde atât de proprietățile materialului (porozitate, higroscopicitatea) și din mediul înconjurător (umiditate, prezența contactului cu apa).
Rezistența la îngheț - capacitatea unui material în stare saturată de apă de a rezista la congelarea și dezghețarea alternantă repetată, fără semne de distrugere. Rezistența la îngheț este caracterizată prin numărul de cicluri de congelare (la o temperatură nu mai mare de -17 ° C) și decongelare (în apă), material care poate rezista fără pierderi de mai mult de 5% din greutatea sa sau 15% din puterea sa inițială. Rezistența la îngheț depinde de porozitatea și absorbția apei din material.
Conductivitatea termică - capacitatea unui material de a transmite caldura prin grosimea sa de la o suprafață la alta, dacă temperatura acestor suprafețe variază. Conductivitatea termică a materialului este caracterizată prin cantitatea de căldură (jouli), care este capabil să sări prin materialul de 1 m 2 de suprafață, la o grosime de 1 m, iar diferența de temperatură pe suprafețele 1 K timp de 1 secundă. Conductivitatea termică a unui solid depinde de compoziția sa chimică și structura moleculară.
Capacitatea de căldură este capacitatea unui material de a absorbi căldură atunci când este încălzită. Capacitatea de căldură este determinată de căldura specifică, egală cu cantitatea de căldură necesară pentru a încălzi o unitate de masă a materialului cu 1 K.
Rezistența la căldură - capacitatea unui material de a rezista la una sau mai multe schimbări de temperatură ascuțite fără rupere. O măsură a rezistenței la căldură a unui geam este diferența de temperatură, pe care o poate rezista fără distrugere. Pentru recipientele din sticlă și sticlă, este de aproximativ 80 ° C.
Rezistența termică a refractarelor determinate de numărul de cicluri termice, adică. E. Numărul de încălzire alternativă la 1300 ° C și răcire în stare de funcționare de temperatură a apei de 5 la 25 ° C, care poate rezista înainte de a pierde materialul lor de 20% din masa inițială. De exemplu, produsele hromomagnezitovyh vysokoogneupornyh de căldură este de cel puțin două, și magnezită - cinci cicluri termice.
Extinderea termică - proprietatea materialului de a se extinde atunci când este încălzită și de a contracta în timpul răcirii - este caracterizată prin coeficienți de temperatură de dilatare volumetrică și liniară. Coeficientul de temperatură de dilatare liniară (coeficient de dilatare termică) prezintă la ce procent din original crește odată cu creșterea lungimii dimensiunii temperaturii materialului de 1 K între coeficienții liniari α și p dependența de expansiune volumetrică există β≈3α.
Viscozitatea este proprietatea lichidelor și a gazelor pentru a rezista mișcării unei părți față de cealaltă. Distingeți între vâscozitatea dinamică η și vâscozitatea cinematică ν (ν = ηp, unde ρ este densitatea lichidului sau a gazului). Unitate de vâscozitate dinamică Pa · s, cinematică - m 2 / s.







Articole similare

Trimiteți-le prietenilor: