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 amorfna telesa obrazov ni. Delci so popolnoma neurejeni in so blizu drug drugemu. Lahko so zelo debeli ali viskozni. Kako vplivajo na zunanje vplive? Pod vplivom različnih temperatur, telesa postanejo tekočine, kot so tekočine, in hkrati precej elastične. V primeru, da zunanji učinek ne traja dolgo, se snovi amorfne strukture lahko razdelijo na koščke v močnem napadu. Dolgoročni vpliv od zunaj vodi do dejstva, da so preprosto teče.

Poskusite izvedeti majhen poskus na domu z uporabo smole. Vstavite ga na trdno površino in opazili boste, da začne tekoče tekoče. To je prav, to je amorfna snov! Hitrost je odvisna od temperature. Če je zelo visoka, smola teče veliko hitreje.

Kaj je še posebej značilno za takšna telesa? Lahko so v kakršni koli obliki. Če se amorfne snovi v obliki majhnih delcev dajo v posodo, na primer v vrč, bodo imele tudi obliko plovila. Prav tako so izotropni, torej kažejo enako fizične lastnosti v vseh smereh.

Taljenje in prehod v druge države. Kovina in steklo

Amorfno stanje snovi ne pomeni vzdrževanja določene temperature. Pri nizkih parametrih 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 funkcija: prehod v kristalno stanje in spontano. Zakaj se to dogaja? Notranja energija v kristalnem telesu je precej manjša kot v amorfni. To lahko vidimo na primeru steklenih izdelkov - sčasoma postanejo očala motne.

Kovinsko steklo - kaj je to? Kovina se lahko med taljenjem odstrani iz kristalne rešetke, to pomeni, da postane vsebnost amorfne strukture steklasto. Med utrjevanjem z umetnim hlajenjem se ponovno tvori kristalna mreža. Amorfna kovina ima preprosto neverjetno odpornost proti koroziji. Na primer, avtomobilsko telo, izdelano iz njega, ne bi potrebovalo različnih premazov, saj ne bi bilo mogoče spontano uničiti. Amorfna snov je telo, katerega atomska struktura ima moč brez primere, kar pomeni, da se amorfna kovina lahko uporablja v kateri koli industriji.

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

Znano je, da obstajajo štiri agregatna stanja: trdna, tekoča, plinasta, plazma. Trdne amorfne snovi so lahko tudi kristalinične. S to strukturo lahko opazimo prostorsko periodičnost razporeditve delcev. Ti delci v kristalih lahko izvajajo periodično gibanje. V vseh telesih, ki jih opazujemo v plinastem ali tekočem stanju, lahko opazimo 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 njihove oblike.

Razlika med amorfnimi telesi iz plinov in tekočin

Manifestacije plastičnosti, elastičnosti in strjevanja pod 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 kristalne 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 lastno tališče, ki je odvisna 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 dobijo tako imenovani polikristal. Tako telo je izotropno.

Značilnosti snovi

Kaj določa fizikalne in mehanske lastnosti teles? Pomembne so atomske vezi, pa tudi vrsta kristalne strukture. Ionske kristale so označene z ionskimi vezmi, kar pomeni gladek prehod iz enega na drugega. V tem primeru nastanejo pozitivno in negativno nabiti delci. Ionsko vez je mogoče opazovati na preprostem primeru - 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 vozlih 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 čisti obliki. Samo v tem primeru je telo nekaj brez oblike, kristali pa lahko oblikujo lepe poliedre s prisotnostjo ravnih obrazov in oblikujejo tudi nove presenetljive lepote in čistost.

Kaj so kristali? Amorfno-kristalna struktura

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

Amorfne kristalinične snovi - To so telesa, ki lahko vsebujejo tako amorfne kot kristalne faze. Kaj vpliva na lastnosti materialov take strukture? Predvsem različno 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 postane znano, da ima porcelan največji odstotek steklene faze. Indikatorji nihajo v 40-60 odstotkih. Najnižja vsebina, ki jo vidimo na primeru kamnitega litja - manj kot 5 odstotkov. Obenem bo višja absorpcija vode na keramični ploščici.

Kot je znano, so industrijski materiali iz porcelana, keramične ploščice, litega kamna in sita, amorfno-kristalinične snovi, ker vsebujejo steklene 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 povezanim razvojem so se mnogi ljudje po hudi poškodbi lahko samostojno premikali. 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 v operaciji za take namene je bilo uporabljeno jeklo in titan. Šele kasneje je bilo opaziti, da se amorfne snovi zelo počasi raztapljajo v telesu, in to presenetljivo lastnost omogoča predelavo kostnih tkiv. Kasneje se snov nadomesti s kostjo.

Uporaba amorfnih snovi v metrologiji in natančnostni mehaniki

Natančna mehanika temelji na natančnosti in zato se imenuje. Posebno pomembno vlogo v tej industriji, pa tudi v metrologiji, igrajo zelo natančni kazalniki 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, pridobijo se novi pripravki, izboljša se znanstveno znanje.

Polimeri

Drug primer uporabe amorfnih snovi so polimeri. Lahko počasi prehajajo iz trdnega stanja v tekočino, medtem ko kristalinične polimere označuje tališče in ne temperatura mehčanja. Kakšno je fizično stanje amorfnih polimerov? Če boste te snovi dali nizki temperaturi, lahko vidite, da bodo v steklasti državi in ​​razkrili lastnosti trdnih snovi. Postopno segrevanje prispeva k dejstvu, da polimeri začnejo prehod 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 prožnosti povezav in molekul. Nadaljnje povečanje temperaturnih indeksov vodi v dejstvo, da polimer pridobi še bolj elastične lastnosti. Začne se premikati v posebno tekočino in viskozno stanje.

Če pustite stanje nepreverjeno in ne preprečite nadaljnjega povečanja temperature, se bo polimer uničil, to je uničenje. Viskozno stanje kaže, da so vse povezave makromolekule zelo mobilne. Ko molekula polimera teče, povezave ne le zravnajo, 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 pritisniti polimera skozi predilnih šob, ki imajo odprtino v obliki reže, in da dajo 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 s polnilom), plastika.

Področja uporabe polimerov

Takšne amorfne 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 kavčuki.

3. Električni izolacijski material - polivinilklorida ali vseh znanih plastičnih oken PVC. Je odporen proti požarom, saj se šteje za ognjevarno, povečuje mehansko trdnost in električne izolacijske lastnosti.

4. Poliamid - snov z zelo visoko trdnostjo, odpornost 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. Na to snov ne vplivajo kisline. 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 ima stabilnost pod vplivom agresivnega medija, popolnoma ne prehaja v vlago. Če je embalaža izdelana iz polietilena, se ne morete bati, da se bo vsebina poslabšala pod vplivom močnega dežja. Polietilen je tudi dielektrični. Njegova uporaba je obsežna. Izdeluje cevne konstrukcije, različne električne izdelke, izolacijski film, ohišja za telefonske in električne vodnike, deli 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 žigosanjem in oblikovanjem. Polivinilklorid se najpogosteje uporablja v električni industriji. Temelji na izdelavi različnih toplotno izolativnih 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.