Материаловедение: Конспект лекций (Темы 1.1-2.4. Общие свойства материалов. Материалы и изделия на основе древесины), страница 2

5. Древесные материалы.

6. Органические вяжущие (дегте-битумные и полимерные связующие).

Свойство – способность материалов определенным образом реагировать на отдельный или совокупность действующих факторов.

К физическим свойствам относят:

а) особенности физического состояния (плотность, пористость химический и фазовый состав);

б) реакцию на явления физические и окружающей природы.

1)  Плотность (средняя) (г/см3) – масса единицы объёма материала в естественном виде (вместе с порами)

                                              (1)

где γ - средняя плотность материала, г/см3

mc – масса образца в воздушно сухом состоянии, г;

Vest – объем образца в естественно плотном состоянии, см3

Плотность насыпная между порами в зерне и между зёрнами в рыхлонасыпанном материале. По плотности судят о других свойствах материалов: о прочности, теплопроводности.

Истинная плотность – масса единицы объёма материала в абсолютно плотном состоянии. Определяется путем взвешивания истолченного в мелкий порошок вещества деления на объем вытесненной воды.

Относительная плотность (d) по отношению к плотности воды при t =40С (p =1 г/ см3)

Истинная плотность всегда больше средней.

2) Пористость - какая часть объёма занята внутренними порами. Поры – это ячейки, не заполненные материалом. Более крупные поры (больше нескольких миллиметров) называются пустотами.

                                      (2)

P – число пористости, %;

ρ – истинная плотность материала, г/см3;

γ - средняя плотность материала, г/см3.

От пористости и её характера: размеры и формы пор, их распределение по объёму, от того сообщающиеся они или замкнуты - зависит плотность, прочность долговечность теплопроводность водопоглощение.

Открытая пористость придает больше водопоглощение и меньше морозоустойчивость материала.

Изучая строения вещества, рассматривают его макро- и микроструктуру.

Макроструктура – строение вещества, видимое невооруженным глазом. Различают следующие виды макроструктур.

Зернистая структура (рыхлозернистая, конгломератная) – вещество состоит из отдельных зерен (песок), конгломератная – зерна прочно соединены между собой (бетон, керамика).

Ячеистая (микропористая) – наличие макро и микропор (газобетон, пемза).

Волокнистая – параллельное расположение волокон. Присуще явление анизотропии свойств – различные значения числовых характеристик свойств вдоль и поперек волокон. Например, прочность на разрыв, тепло- электропроводность древесины вдоль волокон в 5-10 раз больше, чем поперек.

Слоистую структуру имеют фанера, рубероид, пластмассы.

Микроструктура – строение вещества, рассматриваемое под микроскопом.

По взаиморасположению атомов бывают кристаллические вещества – с закономерным расположением атомов в узлах кристаллической решетки (атомная, ионная, молекулярная кристаллической решетки) – отличаются механической прочностью, имеют постоянную температуру плавления, а также бывают аморфные вещества, для которых характерно отсутствие упорядоченного расположения атомов, они обладают большей химической активностью.

Свойства, определяющие отношение материалов к физическим процессам

Физические свойства – воздействие водной, паровой среды, тепловые воздействия, звуковые волны, электрический ток ядерные излучения.

Отношение материала к статическому или циклическому воздействию воды (пара) характеризуются гидрофизическими свойствами (гигроскопичность, капиллярное всасывание, водопоглощение, водостойкость, водо- паропроницаемость)

Гигроскопичность – способность материала поглощать и конденсировать водяные пары из воздуха. Вызывается сорбцией физико-химическим поглощением водяных паров, которые адсорбируются на внутренностях материала (в порах) конденсируются в капиллярах (до 10-7м ). Зависит от величины и характера пористости, от температуры и относительной влажности внешней среды.

Измеряется отношением массы поглощённой влаги при относительной влажности 100% и температуре 200 С к массе сухого материала (в %).