Строителни материали

Органите с по-малко подреден или разпределени на случаен принцип частици, които са склонни аморфни тела се случва само на местно системност, която не излиза извън рамките на определен набор от частици. В този случай казваме, че има краткосрочен порядък. Случайност показва местоположението на системата за агрегат частица нестабилна държава, като способността да се промени под влияние на външни и вътрешни фактори. Аморфен тялото, например, не е нужно определени точки на топене.

Всеки агрегатно състояние съответства на определена връзка между потенциалните и кинетични енергии на частици материя. В твърди потенциалната енергия на частицата по-кинетична. Така че те заемат в тялото на добре дефинирана позиция в сравнение с други частици и само се колебае около тези позиции.

В газове, кинетичната енергия на частиците е по-голям от потенциала следователно газови молекули са винаги в състояние на хаотично движение. Кохезивните сили между молекулите отсъстват, така че газ изпълва целия обем, предоставена от него.

В съотношението между енергиите на течности тенденция да единство, че е. Е. частици са свързани един към друг, но не е трудно. Следователно, течността са в състояние да тече, но се при тази температура в постоянен обем. Според течност структура напомня на аморфни твърди вещества; всяка частица е заобиколен от същия брой течност близките съседни частици, т.е. течност характеристика "къси разстояния ред" на на частиците на взаимодействие.

Така че, това, което е микроструктурата и макроструктурата? Понякога в сграда материали споменават "mesostructure". Обобщавайки съществуващата изявление по въпроса. GI Горбунов правилно, по наше мнение, предлага се прави разлика само между микроструктура и макроструктура на строителни материали. Микроструктура - материал, структура, която може да се счита, изследван с помощта на оптичен електронни и други устройства rentgenovsih ;. Макроструктура - това е структурата на материала, който може да се види с невъоръжено око. Традиционно микроструктура разделен на кристална, аморфна и полупрозрачен.

Горното позволява да се даде следното определение за "Кристална структура". Кристална структура - това е такава структура, която е характерна правилното подреждане на частици в добре определени пространствени точки, които са в кристалната решетка. Тази подредба позволява експериментално и теоретично напълно опознаването на държавната структура и феномени твърдо свързана с естеството на взаимодействието на силите в кристални твърди частици.

За всяка характеристика кристал анизотропия и изразен температура на преход в течно състояние. Кристалите се характеризират с симетрия в картонената подреждането на частиците, което се изразява с три елемента на симетрия: централната ос и равнина на симетрия. Центърът на симетрия - точка бисекторен всички връзка между външните повърхности на кристала права линия, прекарана през това във всяка посока. Равнината на симетрия разделя кристала на две части, свързани помежду си като обект на неговия огледален образ. Оста на симетрия - тя е такава линия, когато се обърнеш, че под определен ъгъл се получи пълно съвпадение на новата позиция с първото. Колкото по-голямо елементи симетрия, толкова по-голям външен симетрията на кристала. Перфектно симетрична фигура е на топка.

Понастоящем разнообразието от кристалните форми на комбинация от елементи на симетрия (симетрия) се редуцира до седем вида: редовни (куб), триъгълни, шестоъгълна, тетрагонален, Орторомбичните, моноклинни и триклинен. Таблица 3.2. показва класификацията на кристали от симетрия.

Таблица 3.2. Класификация кристали syngony

Много вещества в кристално състояние се характеризира с полиморфизъм. т.е. способността на дадено вещество да съществуват в множество кристални структури с различни свойства. Полиморфизъм на прости вещества, наречени allotropism. Известни полиморфни модификации на въглерод (диамант, графит), кварц (α-кварц, β-кварц), желязо, волфрам и други.

Ако две различни материали имат една и съща кристална структура, подобна химична формула и не се различават значително по размер на съставните частици, те могат да образуват смесени кристали. Такива вещества се наричат ​​изоморфни тяхната способност да образуват смесени кристали - изоморфизъм. Пример: подобно по състав и структура, но различни в свойствата на кристалите са каолинит Al2 О3. 2SiO2. 2Н2 О, пирофилит Al2 О3. 4SiO2. 2Н2 О и монтморилонит Al2 О3. 4SiO2. 3H2 О.

Истинските кристали. Sway На практика ние се занимаваме с недвижими kristallmi, които се различават от идеалните нарушения (дефекти) на кристалната решетка, образувана от промяна на условията на равновесие на кристалния растеж, залагане на капани примеси време на кристализацията, както и под въздействието на различни видове външни влияния.

Има следните дефекти:

или нула двумерен точка - тази работа, интерстициални атоми и др;

линеен или едномерен - това размествания (ръб, винт)

или двумерен повърхност - това зърно граници и близнаци, граници фаза, подреждане аномалии частици върху повърхността на пукнатината (пукнатини Griffiths);

обемни или триизмерни - това кухини, включвания на втора фаза и така нататък.

Point дефекти, се класифицират в енергия, електронни и атомен.

Чрез дефекти включва фонон енергия - кванти термични вибрации, които изпълват и кристали разпределени в него съгласно условията на термично равновесие. Същият тип решетъчни дефекти включва възбуждане чрез облъчване със светлина на кристали и други рентгенови лъчи.

Като електронни дефекти са присъствието на излишък на електрони или липсата на тях.

По атомно дефекти включват смущения под формата на свободни места (с Шотки дефекти), преместване (Frenkel дефекти), излишък или недостиг на атома, както и странични примеси атома.

Размествания наречените линейни дефекти, причинени по време на растеж или пластична деформация на кристала. Разграничаване край и винтови размествания.

Образуването на размествания по време на растеж на кристал се среща в тези случаи, когато нарастващите блокове към и зърната се въртят един спрямо друг. Когато тези блокове са оформени срастък съкратени атомни равнини - дислокация.

В процеса на пластична деформация не настъпва едновременно изместване на дадена равнина на атома и последователно движение на връзки между атоми, разположена от двете страни на линията на приплъзване. Такова преразпределение на връзки определя движението на изкълчвания от една група от атоми към друг. Броят на размествания в кристалните твърди тела е много голям. Броят на размествания пресичащи площ 1 cm 2 в кристала може да достигне 10 4 до 10 6 или повече.

Наличието на изкълчвания значително намалява здравината на кристали, няколко порядъка. Размествания засягат електрически, оптични, магнитни и други свойства на материалите.

Въпреки това се наблюдава, че при определени обстоятелства размествания и други кристални дефекти увеличи силата на материали. Това се случва, когато се натрупа значително количество размествания, които взаимодействат помежду си, които пречат на тяхното развитие и изместване. Попречи на движението на дислокациите и примеси атоми, границата на блок, множествена отделно включване в решетка. Следователно, редица изследователи са сключили положителното влияние на дислокациите върху механичните свойства на материалите. Очевидно, все едно, че е по-добре да няма дефекти, отколкото да ги има в голямо количество, което леко повишава здравината на материала в сравнение с определена минимална сила, която влияе неблагоприятно материали, включително дефекти. Силата на материал, без дефекти е стотици пъти по-голяма якост материал с "оптимална" броя на дефекти. Трябва също да се отбележи възможността за локално натрупване на изкълчвания които могат да предизвикат локални концентрации на стрес, които са способни да образуват микропукнатини ембриони (Griffiths крак).

3.2. В аморфна структура

Един аморфна структура е една от физически състояния на твърди вещества, аморфни вещества се характеризират с две функции. Първо, свойствата на такива вещества не зависи от избраната посока, т.е., при нормални условия, те - изотропно. От друга страна, при по-високи температури има омекване на аморфно вещество и неговото постепенно преминаване към течно състояние. точна точка на топене отсъства.

Общи за кристалния и аморфни състояния на материята е липсата на превод частици и да ги поддържа само вибриращо движение около равновесното положение. Разликата между тях е присъствието на геометрично редовен решетка в кристалите и липсата на за далечни разстояния по подреждането на атомите в аморфни материали.

Аморфно състояние на дадено вещество в сравнение с кристална, винаги стабилен и има по-малко прекомерно предлагане на вътрешна сила. В тази връзка, при определени условия, спонтанно преход от некристализиралото към кристално състояние.

Твърди частици в аморфно състояние могат да се получат по два начина. Първият начин - за бързо охлаждане на стопилка на кристални вещества, за предпочитане йонно и ковалентно структура. Типичен представител на такива аморфни материали - стъкло силикат, битум, смоли и др.

Вторият начин - дисперсията на кристални структури. В резултат дисперсия на кристални твърди вещества, образуван аморфизира дисперсия под формата на колоиди и разтвори. Унищожени или кондензиране, дисперсия променят състояние на агрегиране. Свръхнаситени разтвори, например, може да се превърне в гел и образуват полимер или кристализират.

Аморфни вещества се разделят в vitroidy (стъкло), дисперсии и полимери.

Vitroidy - твърдо тяло в аморфно състояние като стъклено структура. Както вече беше споменато, на стъклото, образувано от бързо охлаждане, за предпочитане силикатни топи. Бързото охлаждане предотвратява създаването на подредена структура. Особено, ако обемисти молекули, и скоростта на охлаждане е висока.

Дисперсни системи - най-малкия размер на частиците от 10 -7 -10 -9 m и включват колоиди, золове (organosols, Hydrosols), пасти, лепила, замазки бои, латекси и т.н. По частици аморфни системи и някои минерали (инфузорна пръст, колбата .. ) с обща формула SiO2. пН2 О; и активен силициев двуокис, който се образува от разлагането на глина по време на нагряването.

Полимери - вещество, което е характерно за голям размер и големи молекули молекулно тегло. Освен това, молекули са комбинирани в структурната единица, съдържаща 10 3 -10 пет молекули мономери.