Amorfne snovi. Kristalinično in amorfno stanje snovi. Uporaba amorfnih snovi

Si kdaj pomislil na to, kaj so skrivnostne amorfne snovi? V strukturi se razlikujejo od trdnih kot tekočih. Dejstvo je, da so takšna telesa v posebnem kondenziranem stanju, ki ima le kratkoročni red. Primeri amorfnih snovi - smola, steklo, amber, guma, polietilen, polivinil klorid (naša najljubša plastična okna), različni polimeri in drugi. To so trdne snovi, ki nimajo kristalne rešetke. Še vedno jim je mogoče nositi tesnilni vosek, razna lepila, ebonit in plastiko.

Nenavadne lastnosti amorfnih snovi

Med cepitvijo v amorfnih telesih se obrazi ne oblikujejo. Delci so popolnoma neurejeni in so med seboj blizu. Lahko so debeli ali viskozni. Kako vplivajo zunanji vplivi? Pod vplivom različnih temperatur telesa postanejo tekočine, kot so tekočine, in hkrati precej elastične. V primeru, da zunanji učinek ne traja dolgo, se snovi v amorfni strukturi lahko razdelijo na koščke v močnem napadu. Dolgoročni vpliv od zunaj vodi do dejstva, da so preprosto teče.

Poskusite z majhno eksperimentiranje doma z uporabo smole. Postavite ga na trdo površino in opazili boste, da se začne tekoče gibati. To je prav, to je amorfna snov! Hitrost je odvisna od temperature. Če je zelo visoka, smola začne opazno hitreje preiti.

Kaj je drugače tipično za takšna telesa? Lahko imajo kakršno koli obliko. Če se amorfne snovi v obliki majhnih delcev dajo v posodo, na primer v vrč, bodo imeli tudi obliko plovila. Prav tako so izotropni, torej imajo iste fizikalne lastnosti v vseh smereh.

Taljenje in prehod v druge države. Kovina in steklo

Amorfno stanje snovi ne pomeni vzdrževanja določene temperature. Pri nizkih indeksih telo zamrzne, pri visokih temperaturah se topi. Mimogrede, odvisno je tudi od stopnje viskoznosti takšnih snovi. Nizka temperatura spodbuja zmanjšano viskoznost, visoka, nasprotno pa se povečuje.

Za snovi amorfnega tipa se lahko izloča še ena značilnost: prehod v kristalno stanje in spontano. Zakaj se to dogaja? Notranja energija v kristalnem telesu je precej manjša kot v amorfni enoti. To lahko vidimo na primeru steklenih izdelkov - sčasoma steklo postane motno.

Kovinsko steklo - kaj je to? Kovine se lahko med taljenjem odstrani iz kristalne rešetke, to jest, da postane vsebnost amorfne strukture steklasto. Med utrjevanjem z umetnim hlajenjem se ponovno tvori kristalna mreža. Amorfna kovina ima preprosto izjemno odpornost proti koroziji. Na primer, avtomobilsko telo, izdelano iz njega, ne bi potrebovalo različnih premazov, saj ne bi bilo spontano uničenje. Amorfna snov je telo, katerega atomska struktura ima neprimerljivo moč, kar pomeni, da se lahko amorfna kovina uporablja v absolutni industrijski panogi.

Kristalna struktura snovi

Za dobro razumevanje značilnosti kovin in sposobnost dela z njimi moramo poznati kristalno strukturo določenih snovi. Proizvodnja kovinskih izdelkov in metalurške industrije ni mogla razviti, če ljudje nimajo določenega znanja o spremembah v strukturi zlitin, tehnoloških metodah in značilnostih delovanja.

Štiri stanja snovi

Dobro je znano, da obstajajo štiri stanja agregata: trdna, tekoča, plinasta, plazma. Trdne amorfne snovi so lahko tudi kristalne. S to strukturo lahko opazimo prostorsko periodiko razporeditve delcev. Ti delci v kristalih lahko izvajajo periodično gibanje. V vseh telesih, ki jih opazujemo v plinastem ali tekočem stanju, je opaziti gibanje delcev v obliki kaotične motnje. Amorfne trdne snovi (npr. Kovine v kondenziranem stanju: ebonit, stekleni izdelki, smole) lahko imenujemo zamrznjene tekočine, ker imajo značilno lastnost, kot je viskoznost pri spreminjanju oblike.

Razlika med amorfnimi telesi iz plinov in tekočin

Manifestacije plastičnosti, elastičnosti, utrjevanja med deformacijo so značilne za številna telesa. Kristalinične in amorfne snovi imajo več teh lastnosti, medtem ko tekočine in plini nimajo teh lastnosti. Vendar lahko vidite, da prispevajo k elastični spremembi obsega.

Kristalne in amorfne snovi. Mehanske in fizikalne lastnosti

Kaj so kristalinične in amorfne snovi? Kot smo že omenili, lahko tista telesa, ki imajo velik koeficient viskoznosti, imenujemo amorfna, njihova tekočina pa pri običajnih temperaturah ni mogoča. Toda visoka temperatura, nasprotno, omogoča, da so tekočine, kot tekočina.

Absolutno druge so snovi kristalnega tipa. Te trdne snovi imajo lahko svojo tališče, odvisno od zunanjega tlaka. Proizvodnja kristalov je mogoča, če se tekočina ohladi. Če ne sprejmete določenih ukrepov, lahko opazite, da se v tekočem stanju pojavijo različni centri za kristalizacijo. Regija, ki obkroža te centre, proizvaja trdno snov. Zelo majhni kristali se začnejo združevati drug z drugim na neurejen način in se proizvaja tako imenovani polikristal. Tako telo je izotropno.

Značilnosti snovi

Kaj določa fizikalne in mehanske lastnosti teles? Pomembne so atomske vezi, kot tudi vrsta kristalne strukture. Ionske kristale karakterizirajo ionske vezi, kar pomeni gladek prehod iz enega na drugega. V tem primeru oblikujejo pozitivno in negativno nabito delce. Jonsko vez je mogoče opazovati z enostavnim primerom - takšne značilnosti so značilne za različne okside in soli. Druga značilnost ionskih kristalov je nizka prevodnost toplote, vendar se lahko njegove vrednosti opazno povečajo pri segrevanju. Na vozliščih kristalne rešetke je mogoče opaziti različne molekule, ki jih odlikuje močna atomska vez.

Veliko mineralov, ki jih srečamo povsod v naravi, imajo kristalno strukturo. Amorfno stanje snovi je tudi narava v svoji čisti obliki. Samo v tem primeru je telo nekaj brez oblike, kristali pa lahko oblikujeta lepe poliedre s prisotnostjo ravnih obrazov in oblikujejo tudi nove čudovite lepote in čistost.

Kaj so kristali? Amorfno-kristalinična struktura

Oblika takih teles je konstantna za določeno povezavo. Na primer, beril vedno izgleda kot heksagonalna prizma. Poskusi malo. Vzemite majhno kristalno kocko mizo sol (krogla) in jo dajte v posebno raztopino, kolikor je mogoče nasičeno z isto kuhinjsko soljo. Sčasoma boste opazili, da je to telo ostalo nespremenjeno - spet je bilo v obliki kocke ali kroglice, ki je neločljivo povezana s kristali namizne soli.

Amorfne-kristalinične snovi so takšna telesa, ki lahko vsebujejo tako amorfne kot kristalne faze. Kaj vpliva na lastnosti materialov take strukture? Pretežno drugačno količinsko razmerje in drugačno mesto glede na druge. Pogosti primeri takšnih snovi so materiali iz keramike, porcelana, sedeža. Iz tabele lastnosti materialov z amorfno-kristalinično strukturo je znano, da vsebuje porcelan največji odstotek steklene faze. Indikatorji nihajo v 40-60 odstotkih. Najnižja vsebina, ki jo vidimo na primeru kamnitega litja - manj kot 5 odstotkov. Hkrati bo večja absorpcija vode na keramični ploščici.

Kot je znano, so industrijski materiali iz porcelana, keramičnih ploščic, litega kamna in sita, amorfno-kristalinične snovi, ker vsebujejo steklastne faze in hkrati kristale v njihovi sestavi. Treba je opozoriti, da lastnosti materialov niso odvisne od vsebnosti steklenih faz v njej.

Amorfne kovine

Uporaba amorfnih snovi najbolj aktivno poteka na področju medicine. Na primer, kirurgija se aktivno uporablja hitro ohlajena kovina. Zahvaljujoč razvoju dogodkov so mnogi ljudje imeli priložnost, da se po težkih poškodbah premaknejo neodvisno. Stvar je, da je vsebina amorfne strukture odličen biomaterial za implantacijo v kosti. Dobljeni posebni vijaki, plošče, zatiči, zatiči se uvedejo v hude zlome. Prej je kirurgija za te namene uporabljala jeklo in titan. Šele kasneje je bilo opaziti, da se amorfne snovi zelo počasi raztapljajo v telesu, in to presenetljivo lastnost omogoča obnovo kostnih tkiv. Nato se snov nadomesti s kostjo.

Uporaba amorfnih snovi v metrologiji in natančnostni mehaniki

Natančna mehanika temelji natančno na natančnosti, zato jo imenujemo. Posebno pomembno vlogo v tej panogi in metrologiji je uporaba ultra natančnih kazalnikov merilnih instrumentov, kar nam omogoča, da dosežemo uporabo amorfnih teles v napravah. Zaradi natančnih meritev se opravljajo laboratorijske in znanstvene raziskave v inštitutih s področja mehanike in fizike, pridobljene so nove priprave, izboljšuje se znanstveno znanje.

Polimeri

Drug primer uporabe amorfnih snovi so polimeri. Lahko počasi prehajajo iz trdnega stanja v tekočino, medtem ko imajo kristalni polimeri tališče in ne mehčalno točko. Kakšno je fizično stanje amorfnih polimerov? Če boste te snovi dali nizki temperaturi, lahko vidite, da bodo steklene in bodo pokazale lastnosti trdnih snovi. Postopno segrevanje prispeva k dejstvu, da se polimeri začnejo preiti v stanje povečane elastičnosti.

Amorfne snovi, primeri, ki smo jih pravkar dali, se intenzivno uporabljajo v industriji. Superelastično stanje omogoča poljubno deformacijo polimerov, vendar se to stanje doseže zaradi povečane fleksibilnosti povezav in molekul. Nadaljnje povišanje temperaturnih indeksov vodi v dejstvo, da polimer pridobi še bolj elastične lastnosti. Začne se premikati v posebno tekočino in viskozno stanje.

Če pustite stanje nepreklicno in ne preprečite nadaljnjega povečanja temperature, bo polimer uničen, to je uničenje. Viskozno stanje kaže, da so vse povezave makromolekule zelo mobilne. Ko teče molekula polimera, se povezave ne le izravnajo, temveč se močno zbližujejo. Intermolekularno delovanje pretvori polimer v togo snov (guma). Ta proces se imenuje mehanski prehod stekla. Dobljena snov se uporablja za proizvodnjo filmov in vlaken.

Na osnovi polimerov lahko dobimo poliamide, poliakrilonitrile. Za izdelavo polimernega filma je treba polimere pritisniti skozi spinerje, ki imajo režasto luknjo in se nanašajo na trak. Na ta način izdelujemo embalažne materiale in baze za magnetne trakove. Polimeri vključujejo tudi različne lase (tvorba pene v organskem topilu), lepila in druge pritrdilne materiale, kompozite (polimerna baza z polnilom), plastika.

Področja uporabe polimerov

Te vrste amorfnih snovi so trdno uveljavljene v našem življenju. Uporabljajo se povsod. Vključujejo:

1. Različne osnove za izdelavo lakov, lepil, izdelkov iz plastičnih mas (fenol-formaldehidne smole).

2. Elastomeri ali sintetični gumi.

3. Električni izolacijski material - polivinilklorid ali vsa znana plastična okna iz PVC. Je odporen proti požarom, saj se šteje za ognjevarno, povečuje mehansko trdnost in električne izolacijske lastnosti.

4. Poliamid - snov z zelo visoko trdnostjo, odpornostjo proti obrabi. Ima visoke dielektrične lastnosti.

5. Pleksiglas ali polimetil metakrilat. Lahko ga uporabimo na področju elektrotehnike ali ga uporabimo kot material za strukture.

6. Fluoroplastičen ali politetrafluoroetilen je znani dielektrik, ki v topilih organskega izvora ne kaže raztapljalnih lastnosti. Obsežen temperaturni razpon in dobre dielektrične lastnosti omogočajo uporabo hidrofobnega ali antifrikcijskega materiala.

7. Polistiren. Kislina ne vpliva na ta material. To, pa tudi fluoroplastično in poliamidno, se lahko šteje za dielektriko. Zelo odporen proti mehanskim stresom. Polistiren se uporablja splošno. Na primer, se je izkazal kot strukturni in električni izolacijski material. Uporablja se v elektro in radijskem inženirstvu.

8. Verjetno je najbolj znan polimer za nas polietilen. Material kaže stabilnost pod vplivom agresivnega okolja, popolnoma ne prehaja vlage. Če je embalaža izdelana iz polietilena, se ne morete bati, da se bo vsebina poslabšala pod vplivom močnega dežja. Polietilen je tudi dielektrični. Njena uporaba je obsežna. Izdeluje cevne konstrukcije, različne električne izdelke, izolacijsko folijo, ohišja za telefonske in električne vodnike, dele za radijsko in drugo opremo.

9. Polivinilklorid je zelo polimerna snov. Je sintetična in termoplastična. Ima molekularno strukturo, ki je asimetrična. Skoraj ne prehaja vode in se naredi s stiskanjem z žigom in z oblikovanjem. Polivinilklorid se najpogosteje uporablja v električni industriji. Temelji na izdelavi različnih toplotno izolacijskih cevi in cevi za kemično zaščito, akumulatorskih bank, izolacijskih rokavov in tesnil, žic in kablov. Polivinil klorid je tudi odličen nadomestek za škodljivo svinec. Ne moremo ga uporabljati kot visokofrekvenčna vezja v obliki dielektrika. In vse zaradi dejstva, da bodo v tem primeru dielektrične izgube visoke. Ima visoko prevodnost.