ყველა საგანი, რომელიც აკრავს ადამიანს, მზადდება გარკვეული ნედლეულისგან. იგი ემსახურება როგორც სხვადასხვა მასალას. იმისათვის, რომ გამოიყენოთ ისინი უფრო ეფექტურად, უპირველეს ყოვლისა, ყურადღებით უნდა შეისწავლოთ მათი თანდაყოლილი თვისებები და მახასიათებლები.
საკუთრების ტიპები
ამჟამად, მკვლევარებმა გამოავლინეს მასალის თვისებების სამი ძირითადი ტიპი:
- ფიზიკური;
- ქიმიური;
- მექანიკური.
თითოეული მათგანი აღწერს კონკრეტული მასალის გარკვეულ მახასიათებლებს. თავის მხრივ, მათი გაერთიანება შესაძლებელია, მაგალითად, მასალების ფიზიკური და ქიმიური თვისებები შერწყმულია ფიზიკურ და ქიმიურ თვისებებში.
ფიზიკური თვისებები
მასალების ფიზიკური თვისებები ახასიათებს მათ სტრუქტურას, ისევე როგორც მათ ურთიერთობას ნებისმიერი სახის (ფიზიკური ბუნების) პროცესებთან, რომლებიც მოდის გარე გარემოდან. ეს თვისებები შეიძლება იყოს:
- სტრუქტურის სპეციფიკური მახასიათებლები და სტრუქტურული მახასიათებლები - მართალია,საშუალო და ნაყარი სიმკვრივე; დახურული, ღია ან მთლიანი სიმკვრივე.
- ჰიდროფიზიკური (რეაქცია წყალზე ან ყინვაზე) - წყლის შეწოვა, ტენიანობის დაკარგვა, ტენიანობა, ყინვაგამძლეობა.
- თერმოფიზიკური (თვისებები, რომლებიც წარმოიქმნება სიცხის ან სიცივის გავლენის ქვეშ) - თბოგამტარობა, სითბოს სიმძლავრე, ცეცხლგამძლეობა, ცეცხლგამძლეობა და ა.შ.
ისინი ყველა ეხება მასალებისა და ნივთიერებების ძირითად ფიზიკურ თვისებებს.
სპეციფიკური მახასიათებლები
ნამდვილი სიმკვრივე არის მასალის ფიზიკური თვისება, რომელიც გამოიხატება ნივთიერების მასის შეფარდებით მის მოცულობასთან. ამ შემთხვევაში შესწავლილი ობიექტი უნდა იყოს აბსოლუტური სიმკვრივით, ანუ სიცარიელისა და ფორების გარეშე. საშუალო სიმკვრივეს უწოდებენ ფიზიკურ სიდიდეს, რომელიც განისაზღვრება ნივთიერების მასის შეფარდებით მის მიერ სივრცეში დაკავებულ მოცულობასთან. ამ თვისების გამოთვლისას ობიექტის მოცულობა მოიცავს ყველა შიდა და გარე ფორებს და სიცარიელეს.
ფხვიერი ნივთიერებები ხასიათდება მასალების ისეთი ფიზიკური თვისებით, როგორიცაა ნაყარი. ასეთი კვლევის ობიექტის მოცულობა მოიცავს არა მხოლოდ მასალის ფორიანობას, არამედ ნივთიერების ელემენტებს შორის წარმოქმნილ სიცარიელეებსაც.
მასალის ფორიანობა არის მნიშვნელობა, რომელიც გამოხატავს ნივთიერების მთლიანი მოცულობის ფორებით შევსების ხარისხს.
ჰიდროფიზიკური თვისებები
წყლის ან ყინვის ზემოქმედების შედეგები დიდწილად დამოკიდებულია მისი სიმკვრივისა და ფორიანობის ხარისხზე, რაც გავლენას ახდენს წყლის შთანთქმის დონეზე,წყლის გამტარიანობა, ყინვაგამძლეობა, თბოგამტარობა და ა.შ.
წყლის შთანთქმა არის ნივთიერების უნარი შეიწოვოს და შეინარჩუნოს ტენიანობა. ამაში მნიშვნელოვან როლს თამაშობს ფორიანობის მაღალი დონე.
ტენის დაბრუნება არის წყლის შთანთქმის საპირისპირო თვისება, ანუ ის ახასიათებს მასალას გარემოში ტენის დაბრუნების მხრიდან. ეს მნიშვნელობა მნიშვნელოვან როლს ასრულებს გარკვეული ნივთიერებების, მაგალითად, სამშენებლო მასალების გადამუშავებაში, რომლებსაც აქვთ მაღალი ტენიანობა მშენებლობის პროცესში. ტენიანობის გამოყოფის წყალობით ისინი შრება, სანამ მათი ტენიანობა გარემოს არ გაუტოლდება.
ჰიგროსკოპია არის თვისება, რომელიც უზრუნველყოფს წყლის ორთქლის შეწოვას ობიექტის მიერ გარედან. მაგალითად, ხეს შეუძლია შეიწოვოს ბევრი ტენიანობა, რაც იწვევს მის წონაში მატებას, სიძლიერის შემცირებას და ზომას.
შეკუმშვა ან შეკუმშვა არის მასალების ჰიდროფიზიკური თვისება, რომელიც გულისხმობს მისი მოცულობის და ზომის შემცირებას გაშრობისას.
წყალგამძლეობა არის ნივთიერების უნარი შეინარჩუნოს ძალა ტენიანობის შედეგად.
ყინვაგამძლეობა არის წყლით გაჯერებული მასალის უნარი, გაუძლოს განმეორებით გაყინვასა და დათბობას სიმტკიცისა და განადგურების დონის შემცირების გარეშე.
თერმოფიზიკური თვისებები
როგორც ზემოთ აღინიშნა, ასეთი თვისებები აღწერს სითბოს ან სიცივის ზემოქმედებას ნივთიერებებსა და მასალებზე.
თერმული კონდუქტომეტრული არის ობიექტის უნარი გადაიტანოს სითბო ზედაპირიდან ზედაპირზე მისი სისქის მეშვეობით.
სითბოუნარიანობა არის ნივთიერების თვისება, რომელიც უზრუნველყოფს გარკვეული რაოდენობის სითბოს შეწოვას გაცხელებისას და იმავე რაოდენობის სითბოს გამოყოფას გაციებისას.
ცეცხლგამძლეობა არის მასალის ფიზიკური თვისება, რომელიც აღწერს მის უნარს გაუძლოს მაღალ ტემპერატურასა და სითხეებს ცეცხლში. ცეცხლგამძლეობის დონის მიხედვით, მასალები და ნივთიერებები შეიძლება იყოს ცეცხლგამძლე, ნელა წვა და წვება.
ცეცხლგამძლეობა არის ობიექტის უნარი გაუძლოს მაღალ ტემპერატურაზე ხანგრძლივ ზემოქმედებას შემდგომი დნობისა და დეფორმაციის გარეშე. ცეცხლგამძლეობის დონის მიხედვით, ნივთიერებები შეიძლება იყოს ცეცხლგამძლე, ცეცხლგამძლე და დნებადი.
ორთქლისა და აირის გამტარიანობა არის მასალების ფიზიკური თვისება, გაატარონ ჰაერის აირები ან წყლის ორთქლი წნევის ქვეშ.
ქიმიური თვისებები
ქიმიურ თვისებებს უწოდებენ თვისებებს, რომლებიც აღწერს მასალების უნარს რეაგირების გარემოზე ზემოქმედებაზე, რაც იწვევს მათ ქიმიურ სტრუქტურაში ცვლილებას. გარდა ამისა, ეს თვისებები ასევე მოიცავს დამახასიათებელ ნივთიერებებს სხვა ობიექტების სტრუქტურებზე მათი გავლენის თვალსაზრისით. ქიმიური თვისებების თვალსაზრისით, მასალები აღწერილია ხსნადობის დონით, მჟავასა და ტუტე გამძლეობით, აირის წინააღმდეგობის და კოროზიის საწინააღმდეგოდ.
ხსნადობა ეხება ნივთიერების უნარს დაითხოვოს წყალში, ბენზინში, ზეთში, ტურპენტინში და სხვა გამხსნელებში.
მჟავაგამძლეობა მიუთითებს მასალის წინააღმდეგობის დონეზემინერალური და ორგანული მჟავები.
ტუტის წინააღმდეგობა გათვალისწინებულია ნივთიერებების ტექნოლოგიურ დამუშავებისას, რადგან ეს ხელს უწყობს მათი ბუნების ამოცნობას.
გაზის წინააღმდეგობა ახასიათებს ობიექტის უნარს გაუძლოს ატმოსფეროს შემადგენელ გაზებთან ურთიერთქმედებას.
ანტიკოროზიული ინდექსის გამოყენებით შეგიძლიათ გაიგოთ, თუ რამდენად შეიძლება განადგურდეს ნივთიერება გარე გარემოზე ზემოქმედების შედეგად წარმოქმნილი კოროზიით.
მექანიკური თვისებები
მექანიკური თვისებები არის მასალების რეაქცია მათზე დაყენებულ მექანიკურ დატვირთვაზე.
მასალების ფიზიკური და მექანიკური თვისებები ხშირად ერთმანეთს ემთხვევა, მაგრამ არსებობს მთელი რიგი წმინდა მექანიკური თვისებები. მექანიკის მხრივ ნივთიერებებს ახასიათებს ელასტიურობა, სიმტკიცე, სიმტკიცე, პლასტიურობა, დაღლილობა, მსხვრევადობა და სხვ.
ელასტიურობა არის სხეულების (მყარი) უნარი, წინააღმდეგობა გაუწიონ ზემოქმედებას, რომელიც მიმართულია მათი მოცულობის ან ფორმის შეცვლაზე. ელასტიურობის მაღალი მნიშვნელობის მქონე საგანი მდგრადია მექანიკური სტრესის მიმართ და შეუძლია თვითშეკეთება, დაბრუნდება პირვანდელ მდგომარეობაზე ექსპოზიციის შეწყვეტის შემდეგ.
სიძლიერე მიუთითებს იმაზე, თუ რამდენად მდგრადია მასალა გატეხვის მიმართ. მის მაქსიმალურ მნიშვნელობას კონკრეტული ობიექტისთვის ეწოდება დაძაბულობის სიმტკიცე. პლასტიურობა ასევე ეხება სიძლიერის მაჩვენებლებს. ეს არის თვისება (მყართათვის დამახასიათებელი) შეუქცევადად შეცვალოს მისი გარეგნობა (დეფორმაცია) გარედან მომდინარე ძალების გავლენით.
დაღლილობა არის კუმულაციური პროცესი, რომლის დროსაც განმეორებითი მექანიკური ზემოქმედების შედეგად იზრდება მასალის შიდა სტრესის დონე. ეს დონე გაიზრდება მანამ, სანამ არ გადალახავს ელასტიურობის ზღვარს, რაც გამოიწვევს მასალის დაშლას.
ერთ-ერთი ყველაზე გავრცელებული თვისებაა სიმტკიცე. ის წარმოადგენს ობიექტის წინააღმდეგობის დონეს ჩაღრმავებაზე.
ფიზიკური თვისებების განსაზღვრის მეთოდი
მასალის გარკვეული ფიზიკური თვისებების გასარკვევად გამოიყენება სხვადასხვა მეთოდი, რომელთაგან თითოეული მიმართულია გარკვეული ინდიკატორის შესწავლაზე.
მასალის ნიმუშის სიმკვრივის დასადგენად ხშირად გამოიყენება ჰიდროსტატიკური აწონვის მეთოდი. იგი გულისხმობს ნივთიერების მოცულობის გაზომვას სითხის მასით, რომელიც მას ანაწილებს. ჭეშმარიტი სიმკვრივე გამოითვლება მათემატიკურად ობიექტის მასის აბსოლუტურ მოცულობაზე გაყოფით.
ექსპერიმენტი წყლის შთანთქმის რაოდენობის დასადგენად რამდენიმე ეტაპად ტარდება. უპირველეს ყოვლისა, იწონება მასალის ნიმუში, იზომება მისი ზომები და გამოითვლება მოცულობა. ამის შემდეგ მას 48 საათის განმავლობაში ყრიან წყალში სითხით გასაჯერებლად. 2 დღის შემდეგ ნიმუშს აშორებენ წყლიდან და დაუყოვნებლივ იწონებენ, რის შემდეგაც მასალის წყლის შთანთქმა გამოითვლება მათემატიკურად.
მასალების ფიზიკური თვისებების განსაზღვრის მეთოდების უმეტესობა პრაქტიკაში მოდის სპეციალური ფორმულების გამოყენებამდე.
ქიმიური თვისებების განსაზღვრა
ნივთიერებების ყველა ძირითადი ქიმიური თვისება განისაზღვრება საკვლევი ობიექტის სხვადასხვა რეაგენტებთან ურთიერთქმედების პირობების შექმნით. ხსნადობის დასადგენად გამოიყენება წყალი, ზეთი, ბენზინი და სხვა გამხსნელები. ჟანგვის დონე და კოროზიისადმი მიდრეკილება განისაზღვრება სხვადასხვა ჟანგვის აგენტების გამოყენებით, რომლებიც ხელს უწყობენ ზოგად, ჩირქოვან და მარცვლოვან რეაქციებს.
მექანიკური მახასიათებლების განსაზღვრა
ნივთიერებების მექანიკური თვისებები დიდწილად დამოკიდებულია მათ სტრუქტურაზე, მათზე მოქმედ ძალებზე, ტემპერატურასა და გარე წნევაზე. მასალების თითქმის ყველა მექანიკური მახასიათებელი დადგენილია ლაბორატორიული ტესტების დროს. მათგან უმარტივესი არის დაძაბულობა, შეკუმშვა, ტორსიონი, დატვირთვა და მოხრა. ასე, მაგალითად, მასალის დაჭიმვის სიძლიერე მოსახვევში და შეკუმშვისას განისაზღვრება ჰიდრავლიკური პრესის გამოყენებით.
გარდა ამისა, მექანიკური თვისებების დადგენისას ასევე გამოიყენება სპეციალური ფორმულები, რომლებიც ხშირად ემყარება საგნის მასას და მის მოცულობას.
