Адамды қоршап тұрған әрбір зат белгілі бір шикізаттан жасалған. Ол әртүрлі материалдар ретінде қызмет етеді. Оларды тиімдірек пайдалану үшін, ең алдымен, олардың өзіне тән қасиеттері мен сипаттамаларын мұқият тексеру керек.
Сипат түрлері
Қазір зерттеушілер материал қасиеттерінің үш негізгі түрін анықтады:
- физикалық;
- химиялық;
- механикалық.
Олардың әрқайсысы белгілі бір материалдың белгілі бір сипаттамаларын сипаттайды. Өз кезегінде, оларды біріктіруге болады, мысалы, материалдардың физикалық және химиялық қасиеттері физикалық және химиялық қасиеттерге біріктіріледі.
Физикалық қасиеттері
Материалдардың физикалық қасиеттері олардың құрылымын, сондай-ақ сыртқы ортадан келетін кез келген процестерге (физикалық сипаттағы) қатынасын сипаттайды. Бұл қасиеттер болуы мүмкін:
- Құрылымның спецификалық сипаттамалары мен құрылымдық сипаттамалары - дұрыс,орташа және көлемді тығыздық; жабық, ашық немесе жалпы тығыздық.
- Гидрофизикалық (суға немесе аязға жауап беру) - суды сіңіру, ылғалды жоғалту, ылғалдылық, аязға төзімділік.
- Термофизикалық (жылудың немесе суықтың әсерінен пайда болатын қасиеттер) - жылу өткізгіштік, жылу сыйымдылық, отқа төзімділік, отқа төзімділік және т.б.
Олардың барлығы материалдар мен заттардың негізгі физикалық қасиеттеріне қатысты.
Арнайы сипаттамалар
Нағыз тығыздық – заттың массасының оның көлеміне қатынасымен өрнектелетін материалдардың физикалық қасиеті. Бұл жағдайда зерттелетін объект абсолютті тығыздықта, яғни бос және кеуектерсіз болуы керек. Орташа тығыздық заттың массасының оның кеңістікте алып жатқан көлеміне қатынасымен анықталатын физикалық шама деп аталады. Бұл сипатты есептеу кезінде нысанның көлемі барлық ішкі және сыртқы кеуектер мен бос орындарды қамтиды.
Бос заттар материалдың көлемдік тығыздығы сияқты физикалық қасиетімен сипатталады. Мұндай зерттеу объектісінің көлеміне материалдың кеуектілігі ғана емес, сонымен қатар зат элементтері арасында пайда болған бос орындар да кіреді.
Материалдың кеуектілігі – бұл заттың жалпы көлемінің кеуектермен толтырылу дәрежесін көрсететін шама.
Гидрофизикалық қасиеттері
Суға немесе аязға әсер етудің салдары көбінесе оның суды сіңіру деңгейіне әсер ететін тығыздығы мен кеуектілігінің дәрежесіне байланысты,су өткізгіштігі, аязға төзімділігі, жылу өткізгіштігі және т.б.
Су сіңіру – заттың ылғалды сіңіру және сақтау қабілеті. Бұл ретте кеуектіліктің жоғары деңгейі маңызды рөл атқарады.
Ылғалды қайтару суды сіңіруге қарама-қарсы қасиет, яғни ол материалды ылғалдан қоршаған ортаға қайтару жағынан сипаттайды. Бұл мән белгілі бір заттарды өңдеуде маңызды рөл атқарады, мысалы, құрылыс процесінде ылғалдылығы жоғары құрылыс материалдары. Ылғалды шығарудың арқасында олар ылғалдылығы қоршаған ортаға тең болғанша кебеді.
Гигроскопиялық – заттың су буының сырттан жұтылуын қамтамасыз ететін қасиет. Мысалы, ағаш ылғалды көп сіңіре алады, соның салдарынан оның салмағы артады, беріктігі төмендейді және өлшемі өзгереді.
Шөгу немесе шөгу - кептіру кезінде оның көлемі мен өлшемінің төмендеуін қамтитын материалдардың гидрофизикалық қасиеті.
Суға төзімділік – заттың ылғал әсерінен өз күшін сақтау қабілеті.
Аязға төзімділік – суға қаныққан материалдың беріктік пен бұзылу деңгейін төмендетпей, қайта-қайта қату мен ерітуге төтеп беру қабілеті.
Термофизикалық қасиеттері
Жоғарыда айтылғандай, мұндай қасиеттер заттар мен материалдарға ыстық немесе суық әсер етудің әсерін сипаттайды.
Жылуөткізгіштік - бұл заттың қалыңдығы арқылы бетінен бетіне жылуды беру қабілеті.
Жылу сыйымдылығы – заттың қыздырған кезде белгілі бір мөлшерде жылуды сіңіруін және салқындатқанда бірдей мөлшерде жылу бөлінуін қамтамасыз ететін қасиеті.
Отқа төзімділік – материалдың өрт кезіндегі жоғары температура мен сұйықтыққа төтеп беру қабілетін сипаттайтын физикалық қасиеті. Отқа төзімділік деңгейіне сәйкес материалдар мен заттар отқа төзімді, баяу жанатын және жанғыш болуы мүмкін.
Отқа төзімділік – объектінің кейін балқу мен деформациясыз ұзақ уақыт бойы жоғары температура әсеріне төтеп беру қабілеті. Отқа төзімділік деңгейіне байланысты заттар отқа төзімді, отқа төзімді және балқитын болуы мүмкін.
Бу және газөткізгіштігі – материалдардың қысыммен ауа газдарын немесе су буларын өздерінен өткізетін физикалық қасиеті.
Химиялық қасиеттері
Химиялық қасиеттер материалдардың химиялық құрылымының өзгеруіне әкелетін қоршаған орта әсерлеріне жауап беру қабілетін сипаттайтын қасиеттер деп аталады. Сонымен қатар, бұл қасиеттерге басқа объектілердің құрылымдарына әсер ету тұрғысынан сипаттайтын заттар да жатады. Химиялық қасиеттер тұрғысынан материалдар ерігіштік деңгейімен, қышқыл мен сілтіге төзімділігімен, газға төзімділігімен және коррозияға қарсылығымен сипатталады.
Ерігіштік дегеніміз заттың суда, бензинде, майда, скипидарда және басқа еріткіштерде еріту қабілеті.
Қышқылға төзімділік материалдың төзімділік деңгейін көрсетедіминералды және органикалық қышқылдар.
Сілтілерге төзімділік заттарды технологиялық өңдеу кезінде ескеріледі, себебі ол олардың табиғатын тануға көмектеседі.
Газға төзімділік объектінің атмосфераның бөлігі болып табылатын газдармен әрекеттесуіне қарсы тұру қабілетін сипаттайды.
Тот басуға қарсы көрсеткішті пайдаланып, сыртқы орта әсерінен тоттану нәтижесінде заттың қаншалықты жойылуы мүмкін екенін білуге болады.
Механикалық қасиеттері
Механикалық қасиеттер – материалдардың оларға түсетін механикалық жүктемелерге реакциясы.
Материалдардың физикалық және механикалық қасиеттері жиі сәйкес келеді, бірақ бірқатар таза механикалық қасиеттер бар. Механика жағынан заттар серпімділік, беріктік, қаттылық, пластикалық, шаршағыштық, сынғыштық және т.б. сипатталады.
Икемділік – денелердің (қатты) олардың көлемін немесе пішінін өзгертуге бағытталған әсерлерге қарсы тұру қабілеті. Серпімділік мәні жоғары нысан механикалық кернеуге төзімді және әсер етуді тоқтатқаннан кейін бастапқы күйіне оралып, өзін-өзі жөндеуге қабілетті.
Мықтылық материалдың сынуға төзімділігін көрсетеді. Оның белгілі бір объекті үшін максималды мәні созылу күші деп аталады. Икемділік күш көрсеткіштеріне де қатысты. Сырттан келетін күштердің әсерінен сыртқы түрін (деформациясын) қайтымсыз өзгерту қасиеті (қатты денелерге тән).
Шаршау – қайталанатын механикалық әсерлердің нәтижесінде материалдың ішкі кернеуінің деңгейі жоғарылайтын жиынтық процесс. Бұл деңгей серпімділік шегінен өткенше артады, бұл материалдың ыдырай бастауына әкеледі.
Ең таралған қасиеттердің бірі - қаттылық. Ол объектінің шегініске төзімділік деңгейін білдіреді.
Физикалық қасиеттерді анықтау әдісі
Материалдың белгілі бір физикалық қасиеттерін білу үшін әр түрлі әдістер қолданылады, олардың әрқайсысы белгілі бір көрсеткішті зерттеуге бағытталған.
Материалдық үлгінің тығыздығын анықтау үшін көбінесе гидростатикалық таразы әдісі қолданылады. Ол заттың көлемін ол ығыстыратын сұйықтықтың массасы бойынша өлшеуді қамтиды. Шынайы тығыздық объектінің массасын оның абсолюттік көлеміне бөлу арқылы математикалық жолмен есептеледі.
Су сіңіру мөлшерін анықтауға арналған тәжірибе бірнеше кезеңде жүргізіледі. Ең алдымен материал үлгісі өлшенеді, оның өлшемдері өлшенеді және көлемі есептеледі. Осыдан кейін ол сұйықтықпен қанықтыру үшін 48 сағат бойы суға батырылады. 2 күннен кейін үлгі судан алынады және бірден өлшенеді, содан кейін материалдың суды сіңіруі математикалық жолмен есептеледі.
Тәжірибеде материалдардың физикалық қасиеттерін анықтау әдістерінің көпшілігі арнайы формулаларды қолдануға негізделген.
Химиялық қасиеттерді анықтау
Заттардың барлық негізгі химиялық қасиеттері зерттеу объектісінің әртүрлі реагенттермен әрекеттесуіне жағдай жасау арқылы анықталады. Ерігіштігін анықтау үшін су, мұнай, бензин және басқа еріткіштер қолданылады. Тотығу деңгейі мен коррозияға бейімділік жалпы, сүйкімді және түйіршік аралық реакцияларды ынталандыратын әртүрлі тотықтырғыштарды қолдану арқылы анықталады.
Механикалық сипаттамаларды анықтау
Заттардың механикалық қасиеттері көбінесе олардың құрылымына, оларға әсер ететін күштерге, температураға және сыртқы қысымға байланысты. Материалдардың барлық дерлік механикалық сипаттамалары зертханалық сынақтар барысында белгіленеді. Олардың ең қарапайымдары – керiлу, қысу, бұралу, тиеу және иiлу. Мәселен, мысалы, иілу және қысу кезіндегі материалдың созылу күші гидравликалық престің көмегімен анықталады.
Сонымен қатар, механикалық қасиеттерді анықтау кезінде арнайы формулалар да қолданылады, олар көбінесе заттың массасына және оның көлеміне негізделеді.
