Chaque objet qui entoure une personne est fabriqué à partir d'une certaine matière première. Il sert de variété de matériaux. Afin de les utiliser plus efficacement, vous devez tout d'abord examiner attentivement leurs propriétés et caractéristiques inhérentes.
Types de propriétés
Actuellement, les chercheurs ont identifié trois principaux types de propriétés des matériaux:
- physique;
- chimique;
- mécanique.
Chacun d'entre eux décrit certaines caractéristiques d'un matériau particulier. À leur tour, ils peuvent être combinés, par exemple, les propriétés physiques et chimiques des matériaux sont combinées en propriétés physiques et chimiques.
Propriétés physiques
Les propriétés physiques des matériaux caractérisent leur structure, ainsi que leur relation avec tout type de processus (de nature physique) provenant de l'environnement extérieur. Ces propriétés peuvent être:
- Caractéristiques spécifiques de la structure et caractéristiques structurelles - vrai,densité moyenne et apparente; densité fermée, ouverte ou totale.
- Hydrophysique (réaction à l'eau ou au gel) - absorption d'eau, perte d'humidité, humidité, résistance au gel.
- Thermophysique (propriétés apparaissant sous l'influence de la chaleur ou du froid) - conductivité thermique, capacité calorifique, résistance au feu, résistance au feu, etc.
Ils font tous référence aux propriétés physiques de base des matériaux et des substances.
Caractéristiques spécifiques
La vraie densité est une propriété physique des matériaux, qui s'exprime par le rapport de la masse d'une substance à son volume. Dans ce cas, l'objet étudié doit être en densité absolue, c'est-à-dire sans vides ni pores. La densité moyenne est appelée grandeur physique, qui est déterminée par le rapport de la masse d'une substance au volume qu'elle occupe dans l'espace. Lors du calcul de cette propriété, le volume d'un objet inclut tous les pores et vides internes et externes.
Les substances en vrac se caractérisent par une propriété physique des matériaux telle que la densité apparente. Le volume d'un tel objet d'étude comprend non seulement la porosité du matériau, mais également les vides formés entre les éléments de la substance.
La porosité d'un matériau est une valeur qui exprime le degré de remplissage du volume total d'une substance avec des pores.
Propriétés hydrophysiques
Les conséquences d'une exposition à l'eau ou au gel dépendent largement du degré de sa densité et de sa porosité, qui affectent le niveau d'absorption d'eau,perméabilité à l'eau, résistance au gel, conductivité thermique, etc.
L'absorption d'eau est la capacité d'une substance à absorber et retenir l'humidité. Le niveau élevé de porosité joue un rôle important à cet égard.
Le retour d'humidité est une propriété opposée à l'absorption d'eau, c'est-à-dire qu'il caractérise le matériau du côté du retour d'humidité vers son environnement. Cette valeur joue un rôle important dans le traitement de certaines substances, par exemple les matériaux de construction, qui présentent une humidité élevée pendant le processus de construction. Grâce à la libération d'humidité, ils sèchent jusqu'à ce que leur humidité soit égale à celle de l'environnement.
L'hygroscopicité est une propriété qui permet l'absorption de vapeur d'eau par un objet depuis l'extérieur. Par exemple, le bois peut absorber beaucoup d'humidité, ce qui augmente son poids, diminue sa résistance et change de taille.
Le retrait ou retrait est une propriété hydrophysique des matériaux, qui implique une diminution de son volume et de sa taille lors du séchage.
La résistance à l'eau est la capacité d'une substance à conserver sa force en raison de l'humidité.
La résistance au gel est la capacité d'un matériau saturé d'eau à résister au gel et au dégel répétés sans réduire le niveau de résistance et de destruction.
Propriétés thermophysiques
Comme mentionné ci-dessus, ces propriétés décrivent les effets de l'exposition à la chaleur ou au froid sur les substances et les matériaux.
La conductivité thermique est la capacité d'un objet à transférer la chaleur d'une surface à l'autre à travers son épaisseur.
La capacité calorifique est une propriété d'une substance qui permet l'absorption d'une certaine quantité de chaleur lorsqu'elle est chauffée et la libération de la même quantité de chaleur lorsqu'elle est refroidie.
La résistance au feu est une propriété physique d'un matériau qui décrit sa capacité à résister à des températures élevées et à des liquides en cas d'incendie. Selon le niveau de résistance au feu, les matériaux et substances peuvent être ignifuges, à combustion lente et combustibles.
La réfractarité est la capacité d'un objet à résister à une exposition prolongée à des températures élevées sans fusion ni déformation ultérieures. Selon le degré de réfractarité, les substances peuvent être réfractaires, réfractaires et fusibles.
La perméabilité à la vapeur et aux gaz est la propriété physique des matériaux de laisser passer les gaz de l'air ou la vapeur d'eau sous pression.
Propriétés chimiques
Les propriétés chimiques sont appelées propriétés qui décrivent la capacité des matériaux à réagir aux influences environnementales entraînant des modifications de leur structure chimique. En outre, ces propriétés incluent également la caractérisation des substances en termes d'influence sur les structures d'autres objets. Du point de vue des propriétés chimiques, les matériaux sont décrits par le niveau de solubilité, la résistance aux acides et aux alcalis, la résistance aux gaz et l'anti-corrosion.
La solubilité fait référence à la capacité d'une substance à se dissoudre dans l'eau, l'essence, l'huile, la térébenthine et d'autres solvants.
La résistance aux acides indique le niveau de résistance d'un matériau àacides minéraux et organiques.
La résistance aux alcalis est prise en compte dans le traitement technologique des substances, car elle aide à reconnaître leur nature.
La résistance aux gaz caractérise la capacité d'un objet à résister à l'interaction avec les gaz qui font partie de l'atmosphère.
Grâce à l'indice d'anti-corrosion, vous pouvez savoir dans quelle mesure une substance peut être détruite par la corrosion résultant d'une exposition à l'environnement extérieur.
Propriétés mécaniques
Les propriétés mécaniques sont les réactions des matériaux aux charges mécaniques qui leur sont appliquées.
Les propriétés physiques et mécaniques des matériaux se chevauchent souvent, mais il existe un certain nombre de propriétés purement mécaniques. Du côté de la mécanique, les substances sont caractérisées par l'élasticité, la résistance, la dureté, la plasticité, la fatigue, la fragilité, etc.
L'élasticité est la capacité des corps (solides) à résister aux influences visant à modifier leur volume ou leur forme. Un objet avec une valeur d'élasticité élevée résiste aux contraintes mécaniques et est capable de s'auto-réparer, revenant à son état d'origine après la fin de l'exposition.
Strength indique la résistance d'un matériau à la rupture. Sa valeur maximale pour un objet particulier s'appelle la résistance à la traction. La plasticité fait également référence aux indicateurs de résistance. C'est une propriété (caractéristique des solides) de changer irrévocablement d'apparence (se déformer) sous l'influence de forces émanant de l'extérieur.
La fatigue est un processus cumulatif dans lequel, à la suite d'impacts mécaniques répétés, le niveau de contrainte interne du matériau augmente. Ce niveau augmentera jusqu'à ce qu'il franchisse la limite élastique, ce qui provoquera la rupture du matériau.
L'une des propriétés les plus courantes est la dureté. Il représente le niveau de résistance d'un objet à l'indentation.
Méthode de détermination des propriétés physiques
Afin de connaître certaines propriétés physiques d'un matériau, différentes méthodes sont utilisées, chacune visant à étudier un certain indicateur.
Pour déterminer la densité d'un échantillon de matériau, la méthode de pesée hydrostatique est souvent utilisée. Il s'agit de mesurer le volume d'une substance par la masse du liquide qu'elle déplace. La vraie densité est calculée mathématiquement en divisant la masse d'un objet par son volume absolu.
L'expérience pour déterminer la quantité d'absorption d'eau est réalisée en plusieurs étapes. Tout d'abord, un échantillon de matériau est pesé, ses dimensions sont mesurées et le volume est calculé. Après cela, il est immergé dans l'eau pendant 48 heures pour saturer de liquide. Après 2 jours, l'échantillon est retiré de l'eau et immédiatement pesé, après quoi l'absorption d'eau du matériau est calculée mathématiquement.
La plupart des méthodes de détermination des propriétés physiques des matériaux se résument en pratique à l'utilisation de formules spéciales.
Détermination des propriétés chimiques
Toutes les propriétés chimiques de base des substances sont déterminées en créant des conditions d'interaction de l'objet d'étude avec divers réactifs. Pour déterminer la solubilité, de l'eau, de l'huile, de l'essence et d'autres solvants sont utilisés. Le niveau d'oxydation et la susceptibilité à la corrosion sont déterminés à l'aide de divers agents oxydants qui favorisent les réactions générales, de contact et intergranulaires.
Détermination des caractéristiques mécaniques
Les propriétés mécaniques des substances dépendent largement de leur structure, des forces qui leur sont appliquées, de la température et de la pression extérieure. Presque toutes les caractéristiques mécaniques des matériaux sont établies au cours d'essais en laboratoire. Les plus simples sont la traction, la compression, la torsion, le chargement et la flexion. Ainsi, par exemple, la résistance à la traction du matériau en flexion et en compression est déterminée à l'aide d'une presse hydraulique.
De plus, lors de la détermination des propriétés mécaniques, des formules spéciales sont également utilisées, qui sont souvent basées sur la masse d'un objet et son volume.
