A keni menduar ndonjëherë se cilat janë substancat misterioze amorfe? Në strukturë, ato ndryshojnë nga të ngurta dhe të lëngshme. Fakti është se trupa të tillë janë në një gjendje të veçantë të kondensuar, e cila ka vetëm rend me rreze të shkurtër. Shembuj të substancave amorfe janë rrëshira, qelqi, qelibar, goma, polietileni, klorur polivinil (dritaret tona të preferuara plastike), polimere të ndryshme dhe të tjera. Këto janë lëndë të ngurta që nuk kanë një rrjetë kristali. Ato përfshijnë gjithashtu dyll vulosës, ngjitës të ndryshëm, ebonit dhe plastikë.
Vetitë e pazakonta të substancave amorfe
Gjatë ndarjes, fytyrat nuk formohen në trupa amorfë. Grimcat janë krejtësisht të rastësishme dhe janë në një distancë të afërt me njëra-tjetrën. Ato mund të jenë edhe shumë të trasha edhe viskoze. Si ndikohen nga ndikimet e jashtme? Nën ndikimin e temperaturave të ndryshme, trupat bëhen të lëngshëm, si lëngje, dhe në të njëjtën kohë mjaft elastikë. Në rastin kur ndikimi i jashtëm nuk zgjat shumë, substancat e një strukture amorfe mund të copëtohen me një goditje të fuqishme. gjatëndikimi i jashtëm bën që ato thjesht të rrjedhin.
Provo një eksperiment të vogël me rrëshirë në shtëpi. Vendoseni në një sipërfaqe të fortë dhe do të vini re se fillon të rrjedhë pa probleme. Është e drejtë, është një substancë amorfe! Shpejtësia varet nga treguesit e temperaturës. Nëse është shumë e lartë, atëherë rrëshira do të fillojë të përhapet dukshëm më shpejt.
Çfarë tjetër është tipike për trupa të tillë? Ato mund të marrin çdo formë. Nëse substancat amorfe në formë grimcash të vogla vendosen në një enë, për shembull, në një enë, atëherë ato do të marrin edhe formën e një ene. Ato janë gjithashtu izotropike, domethënë shfaqin të njëjtat veti fizike në të gjitha drejtimet.
Shkrirja dhe kalimi në gjendje të tjera. Metal dhe qelq
Gjendja amorfe e materies nuk nënkupton ruajtjen e ndonjë temperature të caktuar. Me ritme të ulëta, trupat ngrijnë, me ritme të larta shkrihen. Nga rruga, shkalla e viskozitetit të substancave të tilla gjithashtu varet nga kjo. Temperaturat e ulëta kontribuojnë në uljen e viskozitetit, temperaturat e larta, përkundrazi, e rrisin atë.
Për substancat e tipit amorf, mund të dallohet një veçori tjetër - kalimi në gjendjen kristalore, dhe spontan. Pse po ndodh kjo? Energjia e brendshme në një trup kristalor është shumë më pak se në një trup amorf. Ne mund ta shohim këtë në shembullin e produkteve të qelqit - me kalimin e kohës, syzet bëhen me re.
Xhami metalik - çfarë është? Metali mund të hiqet nga rrjeta kristaloregjatë shkrirjes, domethënë për të bërë një substancë me strukturë amorfe të qelqtë. Gjatë ngurtësimit nën ftohje artificiale, formohet përsëri rrjeta kristalore. Metali amorf ka thjesht rezistencë të mahnitshme ndaj korrozionit. Për shembull, një trup makine i bërë prej tij nuk do të kishte nevojë për veshje të ndryshme, pasi nuk do t'i nënshtrohej shkatërrimit spontan. Një substancë amorfe është një trup, struktura atomike e të cilit ka forcë të paparë, që do të thotë se një metal amorf mund të përdoret absolutisht në çdo sektor industrial.
Struktura kristalore e substancave
Për t'u njohur mirë me karakteristikat e metaleve dhe për të qenë në gjendje të punoni me to, duhet të keni njohuri për strukturën kristalore të substancave të caktuara. Prodhimi i produkteve metalike dhe fusha e metalurgjisë nuk do të kishin mundur të merrnin një zhvillim të tillë nëse njerëzit nuk do të kishin njohuri të caktuara për ndryshimet në strukturën e lidhjeve, metodat teknologjike dhe karakteristikat operacionale.
Katër gjendjet e materies
Dihet mirë se ekzistojnë katër gjendje grumbullimi: e ngurtë, e lëngët, e gaztë, plazma. Substancat e ngurta amorfe mund të jenë gjithashtu kristalore. Me një strukturë të tillë, mund të vërehet periodiciteti hapësinor në rregullimin e grimcave. Këto grimca në kristale mund të kryejnë lëvizje periodike. Në të gjithë trupat që vëzhgojmë në gjendje të gaztë ose të lëngët, mund të vërehet lëvizja e grimcave në formën e një çrregullimi kaotik. Lëndët e ngurta amorfe (të tilla si metalet nëgjendja e kondensuar: eboniti, produktet e qelqit, rrëshirat) mund të quhen lëngje të tipit të ngrirë, sepse kur ndryshojnë formën, mund të vëreni një veçori të tillë karakteristike si viskoziteti.
Dallimi midis trupave amorfë nga gazrat dhe lëngjet
Manifestimet e plasticitetit, elasticitetit, ngurtësimit gjatë deformimit janë karakteristikë për shumë trupa. Substancat kristalore dhe amorfe i kanë këto karakteristika në një masë më të madhe, ndërsa lëngjet dhe gazrat jo. Por nga ana tjetër, ju mund të shihni se ato kontribuojnë në një ndryshim elastik në vëllim.
Substanca kristalore dhe amorfe. Vetitë mekanike dhe fizike
Çfarë janë substancat kristalore dhe amorfe? Siç u përmend më lart, amorfë mund të quhen ato trupa që kanë një koeficient të madh viskoziteti, dhe në temperaturë të zakonshme rrjedhshmëria e tyre është e pamundur. Por temperatura e lartë, përkundrazi, i lejon ato të jenë të lëngshme, si një lëng.
Substancat e tipit kristal duket se janë krejtësisht të ndryshme. Këto lëndë të ngurta mund të kenë pikën e tyre të shkrirjes në varësi të presionit të jashtëm. Marrja e kristaleve është e mundur nëse lëngu ftohet. Nëse nuk merrni masa të caktuara, atëherë mund të vini re se qendra të ndryshme kristalizimi fillojnë të shfaqen në gjendje të lëngshme. Në zonën përreth këtyre qendrave, ndodh formimi i një solide. Kristale shumë të vogla fillojnë të kombinohen me njëri-tjetrin në një mënyrë të rastësishme dhe fitohet një i ashtuquajtur polikristal. Një trup i tillë ështëizotropik.
Karakteristikat e substancave
Çfarë përcakton karakteristikat fizike dhe mekanike të trupave? Lidhjet atomike janë të rëndësishme, siç është edhe lloji i strukturës kristalore. Kristalet jonike karakterizohen nga lidhje jonike, që do të thotë një kalim i qetë nga një atom në tjetrin. Në këtë rast, formimi i grimcave të ngarkuara pozitivisht dhe negativisht. Mund të vëzhgojmë lidhjen jonike në një shembull të thjeshtë - karakteristika të tilla janë karakteristike për oksidet dhe kripërat e ndryshme. Një tipar tjetër i kristaleve jonike është përçueshmëria e ulët e nxehtësisë, por performanca e tij mund të rritet ndjeshëm kur nxehet. Në nyjet e rrjetës kristalore, ju mund të shihni molekula të ndryshme që dallohen nga lidhje të forta atomike.
Shumë minerale që i gjejmë kudo në natyrë kanë një strukturë kristalore. Dhe gjendja amorfe e materies është gjithashtu natyra në formën e saj më të pastër. Vetëm në këtë rast trupi është diçka pa formë, por kristalet mund të marrin formën e poliedrit më të bukur me fytyra të sheshta, si dhe të formojnë trupa të rinj të fortë me bukuri dhe pastërti të mahnitshme.
Çfarë janë kristalet? Struktura amorfe-kristaline
Forma e trupave të tillë është konstante për një lidhje të caktuar. Për shembull, berili gjithmonë duket si një prizëm gjashtëkëndor. Bëni një eksperiment të vogël. Merrni një kristal të vogël kripe kub (top) dhe vendoseni në një tretësirë të veçantë sa më të ngopur me të njëjtën kripë. Me kalimin e kohës, do të vini re se ky trup ka mbetur i pandryshuar - ai është fituar përsëriforma e një kubi ose një topi, e cila është e natyrshme në kristalet e kripës.
Substancat amorfe-kristaline janë trupa të tillë që mund të përmbajnë faza amorfe dhe kristalore. Çfarë ndikon në vetitë e materialeve të një strukture të tillë? Kryesisht raport i ndryshëm vëllimesh dhe rregullim i ndryshëm në raport me njëri-tjetrin. Shembuj të zakonshëm të substancave të tilla janë materialet nga qeramika, porcelani, qelqi-qeramika. Nga tabela e vetive të materialeve me strukturë amorfe-kristaline, bëhet e ditur se porcelani përmban përqindjen maksimale të fazës së qelqit. Shifrat luhaten midis 40-60 për qind. Ne do të shohim përmbajtjen më të ulët në shembullin e derdhjes së gurit - më pak se 5 përqind. Në të njëjtën kohë, pllakat qeramike do të kenë thithjen më të lartë të ujit.
Siç e dini, materialet industriale si porcelani, pllaka qeramike, derdhja e gurit dhe qelqi-qeramika janë substanca amorfe-kristalore, sepse përmbajnë në përbërjen e tyre faza qelqi dhe në të njëjtën kohë kristale. Në të njëjtën kohë, duhet theksuar se vetitë e materialeve nuk varen nga përmbajtja e fazave të qelqit në të.
Metalet amorfe
Përdorimi i substancave amorfe kryhet në mënyrë më aktive në fushën e mjekësisë. Për shembull, metali i ftohur me shpejtësi përdoret në mënyrë aktive në kirurgji. Falë zhvillimeve që lidhen me të, shumë njerëz kanë mundur të lëvizin të pavarur pas lëndimeve të rënda. Gjë është se substanca e një strukture amorfe është një biomaterial i shkëlqyer për implantimin në kocka. Marrëvida speciale, pllaka, kunja, kunja futen në rast të thyerjeve të rënda. Më parë, çeliku dhe titani përdoreshin për qëllime të tilla në kirurgji. Vetëm më vonë u vu re se substancat amorfe dekompozohen shumë ngadalë në trup dhe kjo veti e mahnitshme bën të mundur rikuperimin e indeve kockore. Më pas, substanca zëvendësohet nga kocka.
Përdorimi i substancave amorfe në metrologji dhe mekanikë precize
Mekanika e saktë bazohet pikërisht në saktësinë, dhe për këtë arsye quhet kështu. Një rol veçanërisht të rëndësishëm në këtë industri, si dhe në metrologji, luajnë treguesit ultra të saktë të instrumenteve matëse, kjo mund të arrihet duke përdorur trupa amorfë në pajisje. Falë matjeve të sakta, kryhen kërkime laboratorike dhe shkencore në institute në fushën e mekanikës dhe fizikës, merren medikamente të reja dhe përmirësohen njohuritë shkencore.
Polimere
Një shembull tjetër i përdorimit të një substance amorfe janë polimeret. Ato mund të ndryshojnë ngadalë nga një e ngurtë në një të lëngshme, ndërsa polimerët kristalorë karakterizohen nga një pikë shkrirjeje, jo një pikë zbutjeje. Cila është gjendja fizike e polimereve amorfë? Nëse u jepni këtyre substancave një temperaturë të ulët, mund të shihni se ato do të jenë në një gjendje qelqi dhe do të shfaqin vetitë e trupave të ngurtë. Ngrohja graduale bën që polimeret të fillojnë të lëvizin në një gjendje elasticiteti të shtuar.
Substancat amorfe, shembujt e të cilave sapo dhamë, përdoren intensivisht nëindustrisë. Gjendja superelastike lejon që polimerët të deformohen në çdo mënyrë, dhe kjo gjendje arrihet për shkak të rritjes së fleksibilitetit të lidhjeve dhe molekulave. Një rritje e mëtejshme e temperaturës çon në faktin se polimeri fiton veti edhe më elastike. Fillon të kalojë në një gjendje të veçantë të lëngshme dhe viskoze.
Nëse e lini situatën të pakontrolluar dhe nuk parandaloni një rritje të mëtejshme të temperaturës, polimeri do të pësojë degradim, domethënë shkatërrim. Gjendja viskoze tregon se të gjitha njësitë e makromolekulës janë shumë të lëvizshme. Kur një molekulë polimeri rrjedh, lidhjet jo vetëm që drejtohen, por edhe afrohen shumë me njëra-tjetrën. Veprimi ndërmolekular e kthen polimerin në një substancë të fortë (gome). Ky proces quhet kalim mekanik i qelqit. Substanca që rezulton përdoret për të prodhuar filma dhe fibra.
Poliamidet, poliakrilonitrilet mund të merren nga polimeret. Për të bërë një film polimer, ju duhet t'i shtyni polimeret përmes makinerive që kanë një vrimë të çarë dhe t'i aplikoni ato në shirit. Në këtë mënyrë prodhohen materiale ambalazhimi dhe bazamente për shiritat magnetikë. Polimerët përfshijnë gjithashtu llaqe të ndryshme (duke formuar shkumë në një tretës organik), ngjitës dhe materiale të tjera lidhëse, kompozita (bazë polimer me mbushës), plastikë.
Aplikacione polimer
Ky lloj substancash amorfe janë të rrënjosura fort në jetën tonë. Ato aplikohen kudo. Këto përfshijnë:
1. Baza të ndryshme përprodhimi i llaqeve, ngjitësve, produkteve plastike (rrëshirat fenol-formaldehide).
2. Elastomere ose goma sintetike.
3. Materiali izolues elektrik është polivinilklorur, ose dritaret e njohura plastike PVC. Është rezistent ndaj zjarreve, pasi konsiderohet me djegie të ngad altë, ka rritje të forcës mekanike dhe veti izoluese elektrike.
4. Poliamidi është një substancë me forcë dhe rezistencë shumë të lartë ndaj konsumit. Ka karakteristika të larta dielektrike.
5. Plexiglas, ose polimetil metakrilat. Mund ta përdorim në fushën e inxhinierisë elektrike ose ta përdorim si material për struktura.
6. Fluoroplast, ose politetrafluoroetilen, është një dielektrik i njohur që nuk shfaq vetitë e tretjes në tretës me origjinë organike. Gama e gjerë e temperaturës dhe vetitë e mira dielektrike e lejojnë atë të përdoret si një material hidrofobik ose kundër fërkimit.
7. Polistireni. Ky material nuk ndikohet nga acidet. Ai, si fluoroplastika dhe poliamidi, mund të konsiderohet një dielektrik. Shumë e qëndrueshme në lidhje me ndikimin mekanik. Polistireni përdoret kudo. Për shembull, ai është dëshmuar mirë si një material izolues strukturor dhe elektrik. Përdoret në inxhinierinë elektrike dhe radio.
8. Ndoshta polimeri më i famshëm për ne është polietileni. Materiali shfaq rezistencë kur ekspozohet ndaj mjediseve agresive, absolutisht nuk lejon që lagështia të kalojë. Nëse paketimi është bërë prej polietileni, nuk mund të keni frikë se përmbajtja do të përkeqësohet nën ndikimin e fortëshiu. Polietileni është gjithashtu një dielektrik. Aplikimi i tij është i gjerë. Prej tij janë bërë struktura tubash, produkte të ndryshme elektrike, film izolues, mbështjellës për kabllot e linjave telefonike dhe të energjisë elektrike, pjesë për radio dhe pajisje të tjera.
9. PVC është një material polimer i lartë. Është sintetik dhe termoplastik. Ajo ka një strukturë molekulash që janë asimetrike. Pothuajse nuk kalon ujë dhe bëhet duke shtypur me stampim dhe me derdhje. Klorur polivinil përdoret më shpesh në industrinë elektrike. Mbi bazën e tij, krijohen zorrë dhe zorra të ndryshme izoluese të nxehtësisë për mbrojtje kimike, banka baterish, mëngë dhe copëza izoluese, tela dhe kabllo. PVC është gjithashtu një zëvendësues i shkëlqyer për plumbin e dëmshëm. Nuk mund të përdoret si qark me frekuencë të lartë në formën e një dielektrike. Dhe të gjitha për faktin se në këtë rast humbjet dielektrike do të jenë të larta. Shumë përcjellshmëri.
