2 Вопрос

Структура материалов: макроструктура, микроструктура, ультрамикроструктура.

Строение материалов выражается структурой и текстурой. Структура – это характер взаимосвязи частиц в материале. Текстура – пространственное расположение частиц в материале. Структура может быть кристаллической (упорядоченной) и аморфной. Структуру можно рассматривать на разных уровнях:

макроструктура – расположение частиц, видимых невооруженным глазом

микроструктура – видна при значительном увеличении – под микроскопом

ультрамикроструктура – строение на атомно-молекулярном уровне.

Макроструктура строительных материалов может быть: рыхлозернистая, конгломератная, слоистая, сланцеватая, волокнистая, ячеистая, мелкопористая.

Рыхлозернистая или сыпучая структура это скопление частиц, не связанных между собой и легко перемещающихся друг относительно друга (песок, щебень, гравий).

Конгломерат – это зерна различной величины, склеенные между собой вяжущим в монолит. Природный конгломерат – песчаник (зерна кристаллического кварца, образовавшиеся при химическом выветривании гранита, склеенные гелем аморфного кремнезема), искусственные конгломераты – бетоны.

Слоистая структура – это чередование различных слоев, характерна для рулонных материалов и листовых. В природе для осадочных пород.

Сланцеватая структура однородная из вытянутых (сплющенных) зерен ориентированных в горизонтальном направлении.

Волокнистая структура – наблюдается в древесине, минеральной вате, стеклопластиках. Если волокна не спутаны, а ориентированы в одном направлении, то материал имеет резкое различие прочности и др. свойств вдоль и поперек волокон (т.е. анизотропен).

Ячеистая структура характеризуется наличием в материале достаточно крупных воздушных полостей – пор. Она свойственна пено- и газобетонам, газонаполненным пластмассам (пенопласт, поропласт), а из природных материалов – пемзам.

Мелкопористая структура – присуща керамическим материалам, в которых многочисленные мелкие поры образуются при сушке, или выгорании органических добавок при обжиге; из природных - осадочным породам.

3 Вопрос

Особенности кристаллической и аморфной структуры.

Кристаллическая структура – упорядоченное расположение микрочастиц на строгом расстоянии и под определенном углом.В кристаллических телах частицы располагаются в строгом порядке, образуя пространственные периодически повторяющиеся структуры во всем объеме тела. Для наглядного представления таких структур используются пространственные кристаллические решетки, в узлах которых располагаются центры атомов или молекул данного вещества. Чаще всего кристаллическая решетка строится из ионов (положительно и отрицательно заряженных) атомов, которые входят в состав молекулы данного вещества. В каждой пространственной решетке можно выделить структурный элемент минимального размера, который называется элементарной ячейкой. Вся кристаллическая решетка может быть построена путем параллельного переноса (трансляции) элементарной ячейки по некоторым направлениям.Кристаллические тела могут быть монокристаллами и поликристаллами. Аморфная структура – хаотичное расположение ионов, атомов и молекул в материале.Среди твердых тел встречаются такие, в изломе которых нельзя обнаружить никаких признаков кристаллов. Например, если расколоть кусок обыкновенного стекла, то излом окажется гладким и, в отличие от изломов кристаллов, ограничен не плоскими, а овальными поверхностями. Подобная же картина наблюдается при раскалывании кусков смолы, клея и некоторых других веществ. Такое состояние вещества называют аморфным. Различие между кристаллическими и аморфными структурами особенно резко проявляется в их отношении к нагреванию. В то время как кристаллы каждого вещества при строго определенной температуре происходит переход из жидкого состояния в твердое, аморфные тела не имеют определенной температуры плавления. При нагревании аморфное тело постепенно размягчается, начинает растекаться и становится жидким. При охлаждении оно также постепенно затвердевает. В связи с отсутствием определенной температуры плавления аморфные тела обладают и другой особенностью: многие из них подобно жидкостям текучи, т. е. при длительном действии сравнительно небольших сил постепенно изменяют свою форму. Например, кусок смолы , положенный на плоскую поверхность, в теплом помещении растекается, принимая форму диска.Ещё одной особенностью является упорядоченность в расположении частиц только на очень малых участках.