Краткие сведения о внутреннем строении материалов

Свойства материалов определяются внутренним строением вещества, из которого они состоят. Согласно молекулярно-кинетической теории все тела, как твердые, так и жидкие и газообразные, состоят из мельчайших отдельных частиц — молекул, которые состоят из еще меньших частичек — атомов, а те в свою очередь из еще меньших, так называемых элементарных частиц (электронов, протонов, нейтронов и др.).

Мельчайшей частицей, которой присущи свойства данного вещества, является молекула. Это объясняется тем, что атомы, составляющие молекулу, занимают относительно друг друга вполне определенное положение, свойственное молекуле данного вещества.

Молекулы простых веществ состоят из атомов одного элемента, а сложных — из атомов нескольких элементов.

Как было сказано выше, величина молекул очень мала и не превышает 0,0 000 001 см. В частности, например, диаметр молекулы кислорода равен 0,00 000 003 см.

При таких малых размерах молекул их число в единице объема вещества очень велико. Установлено, что в 1 см2 воздуха содержится 27 000 000 000 000 000 000 молекул (число Лошмидта).

Если их расположить цепочкой вплотную друг к другу, то получилась бы нить, которой можно было бы опоясать земной шар около 200 раз. Несмотря на большое число молекул, плотность заполнения ими объема вещества очень мала. Так, нетрудно подсчитать, что в воздухе молекулы занимают меньше 0,04% объема.

Наибольшую плотность имеют твердые тела, у которых число молекул, находящихся в 1 см3, превышает число Лошмидта в тысячи раз. Плотность жидких тел имеет промежуточное значение.

При температуре выше 273 °С молекулы всех тел находятся в непрерывном движении, причем, чем выше температура тела, тем больше скорость их движения в межмолекулярном пространстве.

Установлено, что в твердых телах происходит главным образом колебательное движение, а в жидких — колебательное и поступательное движение молекул.

Между молекулами действуют молекулярные силы притяжения и отталкивания.

Особенность этих сил такова, что при увеличении расстояния между молекулами преобладают силы притяжения, а при уменьшении — силы отталкивания, причем действие тех или других сил проявляется только при условии, что расстояние между молекулами не превышает определенной величины, свойственной молекулам данного вещества. В среднем эта величина близка к 0,0 000 001 см.

Действием молекулярных сил объясняется то, что в твердом теле молекулы вещества сохраняют свое взаимное расположение, пока им нагреванием не будет сообщено достаточное для преодоления молекулярных сил количество энергии и тело не перейдет в жидкое состояние.

«Материаловедение для штукатуров,
плиточников, мозаичников»,
А.В.Александровский

Весовое водопоглощение

Весовое водопоглощение различных материалов также колеблется в широких пределах. Например, у керамических плиток для внутренней облицовки стен оно доходит до 16%, а у керамических плиток для полов не превышает 4%. Весовое водопоглощение обыкновенного глиняного кирпича 8 — 30%, плотного бетона 2 — 3%, пористых изоляционных материалов, например торфоплит, 100% и больше. Вода, попавшая в поры…

Огнеупорность

Огнеупорность — способность материала выдерживать длительное воздействие высокой температуры, не разрушаясь и не размягчаясь. По степени огнеупорности различают материалы огнеупорные, тугоплавкие и легкоплавкие. Огнеупорные материалы способны выдерживать длительное воздействие температуры (выше 1580 °С). Материалы этой группы, в частности, применяются для внутренней облицовки (футеровки) промышленных печей и труб. Тугоплавкие материалы выдерживают температуру выше 1350 °С до…

Влагоотдача

Влагоотдача — это способность материала терять находящуюся в его порах воду. Величину влагоотдачи определяют, измеряя (в процентах) количество воды, испарившейся из образца в течение суток при температуре воздуха 20 °С и его относительной влажности 60%. Вес испарившейся воды равен разнице между весом образца до начала опыта и весом образца после окончания опыта. Величина влагоотдачи имеет…

Химические свойства материалов

К химическим относятся такие свойства материалов, которые характеризуют их способность реагировать на внешние воздействия, ведущие к изменению химической структуры материала, а также способность воздействовать в этом же отношении на другие материалы. К химическим свойствам относятся растворимость, кислото- и щелочестойкость, газостойкость и антикоррозийность. Растворимость — способность материала растворяться в воде, масле, бензине, скипидаре и других жидкостях…

Водопроницаемость

Водопроницаемостью называется способность материала пропускать воду под давлением. Величина водопроницаемости характеризуется значением коэффициента водопроницаемости Кв, который определяется по формуле: где: QB — количество воды в кг, фильтрующейся сквозь образец за время Z час при давлении 0,1 ати б — толщина образца в м; F — площадь образца в м2. Водопроницаемость — отрицательное свойство материала, сказывающееся…