Երբևէ մտածե՞լ եք, թե որոնք են խորհրդավոր ամորֆ նյութերը: Կառուցվածքով դրանք տարբերվում են ինչպես պինդից, այնպես էլ հեղուկից։ Փաստն այն է, որ նման մարմինները գտնվում են հատուկ խտացված վիճակում, որն ունի միայն փոքր հեռահարության կարգ։ Ամորֆ նյութերի օրինակներ են խեժը, ապակին, սաթը, ռետինը, պոլիէթիլենը, պոլիվինիլքլորիդը (մեր սիրելի պլաստիկ պատուհանները), տարբեր պոլիմերներ և այլն։ Սրանք պինդ մարմիններ են, որոնք չունեն բյուրեղային ցանց։ Դրանք ներառում են նաև հերմետիկ մոմ, տարբեր սոսինձներ, էբոնիտ և պլաստմասսա:
Ամորֆ նյութերի արտասովոր հատկություններ
Պառակտման ժամանակ ամորֆ մարմիններում դեմքեր չեն ձևավորվում։ Մասնիկները լրիվ պատահական են և գտնվում են միմյանցից մոտ հեռավորության վրա։ Նրանք կարող են լինել և՛ շատ հաստ, և՛ մածուցիկ: Ինչպե՞ս են նրանց վրա ազդում արտաքին ազդեցությունները: Տարբեր ջերմաստիճանների ազդեցության տակ մարմինները դառնում են հեղուկ, ինչպես հեղուկներ, և միևնույն ժամանակ բավականին առաձգական: Այն դեպքում, երբ արտաքին ազդեցությունը երկար չի տևում, ամորֆ կառուցվածքի նյութերը հզոր հարվածով կարող են մասնատվել։ երկարարտաքին ազդեցությունը ստիպում է նրանց ուղղակի հոսել:
Փորձեք մի փոքր խեժի փորձ տանը: Դրեք այն կոշտ մակերեսի վրա և կնկատեք, որ այն սկսում է սահուն հոսել։ Ճիշտ է, դա ամորֆ նյութ է։ Արագությունը կախված է ջերմաստիճանի ցուցանիշներից: Եթե այն շատ բարձր է, ապա խեժը կսկսի նկատելիորեն ավելի արագ տարածվել։
Էլ ի՞նչն է բնորոշ նման մարմիններին։ Նրանք կարող են ընդունել ցանկացած ձև: Եթե փոքր մասնիկների տեսքով ամորֆ նյութերը տեղադրվեն անոթի մեջ, օրինակ՝ սափորում, ապա դրանք նույնպես անոթի տեսք կունենան։ Նրանք նաև իզոտրոպ են, այսինքն՝ բոլոր ուղղություններով ցուցաբերում են նույն ֆիզիկական հատկությունները։
Հալում և անցում այլ վիճակների. Մետաղ և ապակի
Նյութի ամորֆ վիճակը չի ենթադրում որոշակի ջերմաստիճանի պահպանում: Ցածր արագությամբ մարմինները սառչում են, բարձր արագությամբ՝ հալչում։ Ի դեպ, սրանից է կախված նաեւ նման նյութերի մածուցիկության աստիճանը։ Ցածր ջերմաստիճանը նպաստում է մածուցիկության նվազմանը, բարձր ջերմաստիճանը, ընդհակառակը, մեծացնում է այն։
Ամորֆ տիպի նյութերի համար կարելի է առանձնացնել ևս մեկ հատկանիշ՝ անցումը բյուրեղային վիճակի և ինքնաբուխ։ Ինչու է դա տեղի ունենում: Բյուրեղային մարմնի ներքին էներգիան շատ ավելի քիչ է, քան ամորֆը: Մենք դա կարող ենք տեսնել ապակե արտադրանքի օրինակում. ժամանակի ընթացքում ակնոցները պղտորվում են:
Մետաղյա ապակի - ինչ է դա: Մետաղը կարելի է հեռացնել բյուրեղյա ցանցիցհալման ժամանակ, այսինքն՝ ամորֆ կառուցվածքով նյութը դարձնել ապակեպատ։ Արհեստական սառեցման տակ պնդացման ժամանակ կրկին առաջանում է բյուրեղային ցանց։ Ամորֆ մետաղը պարզապես զարմանալի դիմադրություն ունի կոռոզիայից: Օրինակ, դրանից պատրաստված մեքենայի թափքը տարբեր ծածկույթների կարիք չի ունենա, քանի որ այն չի ենթարկվի ինքնաբուխ ոչնչացման։ Ամորֆ նյութը այն մարմինն է, որի ատոմային կառուցվածքն ունի աննախադեպ ուժ, ինչը նշանակում է, որ ամորֆ մետաղը կարող է օգտագործվել բացարձակապես ցանկացած արդյունաբերական ոլորտում:
Նյութերի բյուրեղային կառուցվածք
Մետաղների բնութագրերին լավ տիրապետելու և դրանց հետ աշխատելու համար անհրաժեշտ է որոշակի նյութերի բյուրեղային կառուցվածքի մասին գիտելիքներ ունենալ: Մետաղական արտադրանքի արտադրությունը և մետալուրգիայի ոլորտը չէին կարողանա նման զարգացում ստանալ, եթե մարդիկ որոշակի գիտելիքներ չունենային համաձուլվածքների կառուցվածքի, տեխնոլոգիական մեթոդների և գործառնական բնութագրերի փոփոխությունների մասին։
Նյութի չորս վիճակներ
Հայտնի է, որ ագրեգացման չորս վիճակ կա՝ պինդ, հեղուկ, գազային, պլազմա։ Պինդ ամորֆ նյութերը կարող են լինել նաև բյուրեղային։ Նման կառուցվածքով կարելի է դիտարկել տարածական պարբերականությունը մասնիկների դասավորության մեջ։ Բյուրեղներում այս մասնիկները կարող են պարբերական շարժումներ կատարել: Բոլոր այն մարմիններում, որոնք մենք դիտարկում ենք գազային կամ հեղուկ վիճակում, կարելի է նկատել մասնիկների շարժումը քաոսային խանգարման տեսքով։ Ամորֆ պինդ նյութեր (օրինակ՝ մետաղներխտացված վիճակ՝ էբոնիտ, ապակյա արտադրանք, խեժեր) կարելի է անվանել սառեցված տիպի հեղուկներ, քանի որ երբ դրանք փոխում են ձևը, կարելի է նկատել այնպիսի բնորոշ հատկանիշ, ինչպիսին է մածուցիկությունը։
Ամորֆ մարմինների տարբերությունը գազերից և հեղուկներից
Պլաստիկության, առաձգականության, դեֆորմացման ժամանակ կարծրացման դրսեւորումները բնորոշ են շատ մարմինների։ Բյուրեղային և ամորֆ նյութերն ավելի մեծ չափով ունեն այս հատկանիշները, մինչդեռ հեղուկներն ու գազերը՝ ոչ։ Բայց մյուս կողմից, դուք կարող եք տեսնել, որ դրանք նպաստում են ծավալի առաձգական փոփոխությանը:
Բյուրեղային և ամորֆ նյութեր. Մեխանիկական և ֆիզիկական հատկություններ
Ի՞նչ են բյուրեղային և ամորֆ նյութերը. Ինչպես նշվեց վերևում, ամորֆ կարելի է անվանել այն մարմինները, որոնք ունեն մածուցիկության հսկայական գործակից, և սովորական ջերմաստիճանում դրանց հեղուկությունը անհնար է։ Բայց բարձր ջերմաստիճանը, ընդհակառակը, թույլ է տալիս նրանց հեղուկ լինել, ինչպես հեղուկը։
Բյուրեղային տիպի նյութերը կարծես բոլորովին այլ են: Այս պինդ մարմինները կարող են ունենալ իրենց հալման կետը՝ կախված արտաքին ճնշումից։ Բյուրեղներ ստանալը հնարավոր է, եթե հեղուկը սառչի։ Եթե որոշակի միջոցներ չձեռնարկեք, ապա կարող եք նկատել, որ հեղուկ վիճակում սկսում են հայտնվել բյուրեղացման տարբեր կենտրոններ։ Այս կենտրոնները շրջապատող տարածքում տեղի է ունենում պինդի ձևավորում։ Շատ փոքր բյուրեղները սկսում են պատահական կարգով միանալ միմյանց հետ, և ստացվում է այսպես կոչված բազմաբյուրեղ։ Նման մարմին էիզոտրոպ.
Նյութերի բնութագրերը
Ի՞նչն է որոշում մարմինների ֆիզիկական և մեխանիկական բնութագրերը: Ատոմային կապերը կարևոր են, ինչպես նաև բյուրեղային կառուցվածքի տեսակը: Իոնային բյուրեղները բնութագրվում են իոնային կապերով, ինչը նշանակում է սահուն անցում մի ատոմից մյուսը։ Այս դեպքում դրական և բացասական լիցքավորված մասնիկների առաջացում: Մենք կարող ենք դիտարկել իոնային կապը պարզ օրինակով. նման բնութագրերը բնորոշ են տարբեր օքսիդների և աղերի: Իոնային բյուրեղների մեկ այլ առանձնահատկությունը ջերմության ցածր հաղորդունակությունն է, սակայն դրա արդյունավետությունը կարող է զգալիորեն աճել, երբ տաքացվում է: Բյուրեղային ցանցի հանգույցներում դուք կարող եք տեսնել տարբեր մոլեկուլներ, որոնք տարբերվում են ամուր ատոմային կապերով:
Շատ միներալներ, որոնք մենք հանդիպում ենք բնության մեջ ամենուր, ունեն բյուրեղային կառուցվածք: Եվ նյութի ամորֆ վիճակը նույնպես բնությունն է իր մաքուր ձևով: Միայն այս դեպքում մարմինը ինչ-որ անձև է, բայց բյուրեղները կարող են ընդունել հարթ դեմքերով ամենագեղեցիկ բազմանիստ ձևը, ինչպես նաև ձևավորել զարմանալի գեղեցկության և մաքրության նոր ամուր մարմիններ:
Ինչ են բյուրեղները: Ամորֆ-բյուրեղային կառուցվածք
Այսպիսի մարմինների ձևը հաստատուն է որոշակի կապի համար։ Օրինակ, բերիլը միշտ նման է վեցանկյուն պրիզմայի: Մի փոքր փորձ արեք։ Վերցրեք մի փոքր բյուրեղյա աղի խորանարդ (գնդիկ) և դրեք նույն աղով հնարավորինս հագեցած հատուկ լուծույթի մեջ։ Ժամանակի ընթացքում դուք կնկատեք, որ այս մարմինը մնացել է անփոփոխ՝ այն կրկին ձեռք է բերելխորանարդի կամ գնդիկի ձևը, որը բնորոշ է աղի բյուրեղներին։
Ամորֆ-բյուրեղային նյութերը այնպիսի մարմիններ են, որոնք կարող են պարունակել ինչպես ամորֆ, այնպես էլ բյուրեղային փուլեր։ Ի՞նչն է ազդում նման կառուցվածքի նյութերի հատկությունների վրա: Հիմնականում ծավալների տարբեր հարաբերակցություն և տարբեր դասավորվածություն միմյանց նկատմամբ։ Նման նյութերի ընդհանուր օրինակներ են նյութերը կերամիկայից, ճենապակուց, ապակե-կերամիկայից: Ամորֆ-բյուրեղային կառուցվածք ունեցող նյութերի հատկությունների աղյուսակից հայտնի է դառնում, որ ճենապակին պարունակում է ապակե ֆազի առավելագույն տոկոսը։ Ցուցանիշները տատանվում են 40-60 տոկոսի սահմաններում։ Ամենացածր պարունակությունը կտեսնենք քարի ձուլման օրինակում՝ 5 տոկոսից պակաս։ Միևնույն ժամանակ, կերամիկական սալիկներն ավելի բարձր ջրի կլանում կունենան։
Ինչպես գիտեք, արդյունաբերական նյութերը, ինչպիսիք են ճենապակին, կերամիկական սալիկները, քարե ձուլումը և ապակեկերամիկա, ամորֆ-բյուրեղային նյութեր են, քանի որ դրանք պարունակում են ապակե փուլեր և միևնույն ժամանակ բյուրեղներ: Միևնույն ժամանակ, հարկ է նշել, որ նյութերի հատկությունները կախված չեն նրանում ապակե ֆազերի պարունակությունից։
Ամորֆ մետաղներ
Ամորֆ նյութերի օգտագործումը առավել ակտիվ է իրականացվում բժշկության ոլորտում. Օրինակ, արագ սառեցված մետաղը ակտիվորեն օգտագործվում է վիրաբուժության մեջ: Դրա հետ կապված զարգացումների շնորհիվ շատ մարդիկ կարողացել են ինքնուրույն շարժվել ծանր վնասվածքներից հետո։ Բանն այն է, որ ամորֆ կառուցվածքի նյութը հիանալի կենսանյութ է ոսկորներում իմպլանտացիայի համար։ Ստացել էԾանր կոտրվածքների դեպքում տեղադրվում են հատուկ պտուտակներ, թիթեղներ, քորոցներ, քորոցներ։ Նախկինում վիրաբուժության մեջ նման նպատակների համար օգտագործվում էին պողպատն ու տիտանը։ Միայն ավելի ուշ նկատվեց, որ ամորֆ նյութերն օրգանիզմում շատ դանդաղ են քայքայվում, և այս զարմանալի հատկությունը հնարավոր է դարձնում ոսկրային հյուսվածքների վերականգնումը։ Այնուհետև նյութը փոխարինվում է ոսկորով։
Ամորֆ նյութերի օգտագործումը չափագիտության և ճշգրիտ մեխանիկայի մեջ
Ճշգրիտ մեխանիկան հիմնված է հենց ճշգրտության վրա, և, հետևաբար, այն կոչվում է այդպես: Այս արդյունաբերության, ինչպես նաև չափագիտության մեջ հատկապես կարևոր դեր են խաղում չափիչ գործիքների գերճշգրիտ ցուցիչները, ինչը կարելի է ձեռք բերել սարքերում ամորֆ մարմինների օգտագործման միջոցով: Ճշգրիտ չափումների շնորհիվ մեխանիկայի և ֆիզիկայի ինստիտուտներում կատարվում են լաբորատոր և գիտական հետազոտություններ, ձեռք են բերվում նոր դեղամիջոցներ, բարելավվում է գիտական գիտելիքները։
Պոլիմերներ
Ամորֆ նյութի օգտագործման մեկ այլ օրինակ պոլիմերներն են: Նրանք կարող են կամաց-կամաց պինդից վերածվել հեղուկի, մինչդեռ բյուրեղային պոլիմերները բնութագրվում են հալման, ոչ թե փափկացման կետով: Ինչպիսի՞ն է ամորֆ պոլիմերների ֆիզիկական վիճակը: Եթե դուք տալիս եք այս նյութերին ցածր ջերմաստիճան, ապա կարող եք տեսնել, որ դրանք կլինեն ապակեպատ վիճակում և կցուցաբերեն պինդ մարմինների հատկությունները: Աստիճանական տաքացումը հանգեցնում է նրան, որ պոլիմերները սկսում են տեղափոխվել առաձգականության բարձրացման վիճակ:
Ամորֆ նյութերը, որոնց օրինակները հենց նոր բերեցինք, ինտենսիվորեն օգտագործվում են. Արդյունաբերություն. Սուպերառաձգական վիճակը թույլ է տալիս պոլիմերներին դեֆորմացնել ցանկացած ձևով, և այս վիճակը ձեռք է բերվում կապերի և մոլեկուլների ճկունության բարձրացման շնորհիվ: Ջերմաստիճանի հետագա աճը հանգեցնում է նրան, որ պոլիմերը ձեռք է բերում էլ ավելի առաձգական հատկություններ: Այն սկսում է անցնել հատուկ հեղուկ և մածուցիկ վիճակի։
Եթե իրավիճակը թողնեք անվերահսկելի և չկանխեք ջերմաստիճանի հետագա բարձրացումը, պոլիմերը կենթարկվի դեգրադացիայի, այսինքն՝ քայքայվելու։ Մածուցիկ վիճակը ցույց է տալիս, որ մակրոմոլեկուլի բոլոր միավորները շատ շարժուն են։ Երբ պոլիմերային մոլեկուլը հոսում է, կապերը ոչ միայն ուղղվում են, այլև շատ մոտ են գալիս միմյանց: Միջմոլեկուլային գործողությունը պոլիմերը վերածում է կոշտ նյութի (ռետինի): Այս գործընթացը կոչվում է մեխանիկական ապակու անցում: Ստացված նյութն օգտագործվում է թաղանթների և մանրաթելերի արտադրության համար։
Պոլիամիդներ, պոլիակրիլոնիտրիլներ կարելի է ստանալ պոլիմերներից։ Պոլիմերային թաղանթ պատրաստելու համար հարկավոր է պոլիմերներին ստիպել ճեղքված անցք ունեցող ձողերի միջով և դրանք քսել ժապավենի վրա: Այս կերպ արտադրվում են փաթեթավորման նյութեր և մագնիսական ժապավենների հիմքեր։ Պոլիմերները ներառում են նաև տարբեր լաքեր (օրգանական լուծույթում փրփուր ձևավորող), սոսինձներ և կապող այլ նյութեր, կոմպոզիտներ (պոլիմերային հիմք լցոնիչով), պլաստմասսա։
Պոլիմերային հավելվածներ
Այս տեսակի ամորֆ նյութերը ամուր արմատավորված են մեր կյանքում: Դրանք կիրառվում են ամենուր։ Դրանք ներառում են՝
1. Տարբեր հիմքեր համարլաքերի, սոսինձների, պլաստմասսայից պատրաստված իրերի (ֆենոլ-ֆորմալդեհիդային խեժեր) արտադրություն.
2. Էլաստոմերներ կամ սինթետիկ կաուչուկներ։
3. Էլեկտրական մեկուսիչ նյութը պոլիվինիլքլորիդն է կամ հայտնի պլաստիկ PVC պատուհանները: Այն դիմացկուն է հրդեհների նկատմամբ, քանի որ համարվում է դանդաղ այրվող, ունի մեխանիկական ամրության բարձրացում և էլեկտրական մեկուսիչ հատկություններ։
4. Պոլիամիդը շատ բարձր ուժով և մաշվածության դիմադրությամբ նյութ է: Այն ունի բարձր դիէլեկտրական բնութագրեր։
5. Plexiglas կամ պոլիմեթիլ մետակրիլատ: Մենք կարող ենք այն օգտագործել էլեկտրատեխնիկայի ոլորտում կամ օգտագործել որպես կառուցվածքների նյութ։
6. Ֆտորոպլաստը կամ պոլիտետրաֆտորէթիլենը հայտնի դիէլեկտրիկ է, որը չի ցուցաբերում օրգանական ծագման լուծիչներում տարրալուծման հատկություններ: Նրա ջերմաստիճանի լայն շրջանակը և լավ դիէլեկտրիկ հատկությունները թույլ են տալիս այն օգտագործել որպես հիդրոֆոբ կամ հակաշփման նյութ:
7. Պոլիստիրոլ. Այս նյութը չի ազդում թթուների վրա: Այն, ինչպես ֆտորոպլաստիկը և պոլիամիդը, կարելի է համարել դիէլեկտրիկ: Շատ դիմացկուն է մեխանիկական ազդեցության նկատմամբ: Պոլիստիրոլն օգտագործվում է ամենուր: Օրինակ, այն իրեն լավ է դրսևորել որպես կառուցվածքային և էլեկտրական մեկուսիչ նյութ: Այն օգտագործվում է էլեկտրատեխնիկայում և ռադիոտեխնիկայում:
8. Հավանաբար մեզ համար ամենահայտնի պոլիմերը պոլիէթիլենն է։ Նյութը դիմադրություն է ցույց տալիս, երբ ենթարկվում է ագրեսիվ միջավայրի, այն բացարձակապես թույլ չի տալիս խոնավության անցնել: Եթե փաթեթավորումը պատրաստված է պոլիէթիլենից, դուք չեք կարող վախենալ, որ բովանդակությունը կփչանա ուժեղ ազդեցության տակ:անձրեւ. Պոլիէթիլենը նույնպես դիէլեկտրիկ է: Դրա կիրառումը լայնածավալ է: Դրանից պատրաստվում են խողովակային կոնստրուկցիաներ, տարբեր էլեկտրական արտադրանքներ, մեկուսիչ թաղանթ, հեռախոսի և հոսանքի գծերի մալուխների պատյաններ, ռադիոյի և այլ սարքավորումների մասեր։
9. ՊՎՔ-ն բարձր պոլիմերային նյութ է: Այն սինթետիկ է և ջերմապլաստիկ։ Այն ունի մոլեկուլների կառուցվածք, որոնք ասիմետրիկ են: Ջուրը գրեթե չի անցնում և պատրաստվում է դրոշմման և ձուլման միջոցով։ Պոլիվինիլքլորիդը առավել հաճախ օգտագործվում է էլեկտրաարդյունաբերության մեջ: Դրա հիման վրա ստեղծվում են տարբեր ջերմամեկուսիչ գուլպաներ և քիմիական պաշտպանության գուլպաներ, մարտկոցների բանկեր, մեկուսիչ թևեր և միջադիրներ, լարեր և մալուխներ: ՊՎՔ-ն նաև հիանալի փոխարինում է վնասակար կապարի համար: Այն չի կարող օգտագործվել որպես բարձր հաճախականության շղթա դիէլեկտրիկի տեսքով: Եվ այս ամենը պայմանավորված է նրանով, որ այս դեպքում դիէլեկտրիկի կորուստները մեծ կլինեն։ Բարձր հաղորդունակություն։
