Você já se perguntou o que são as misteriosas substâncias amorfas? Na estrutura, eles diferem do sólido e do líquido. O fato é que tais corpos estão em um estado condensado especial, que tem apenas uma ordem de curto alcance. Exemplos de substâncias amorfas são resina, vidro, âmbar, borracha, polietileno, cloreto de polivinila (nossas janelas de plástico favoritas), vários polímeros e outros. São sólidos que não possuem rede cristalina. Eles também incluem cera de vedação, vários adesivos, ebonite e plásticos.
Propriedades incomuns de substâncias amorfas
Durante a divisão, as faces não são formadas em corpos amorfos. As partículas são completamente aleatórias e estão próximas umas das outras. Eles podem ser muito grossos e viscosos. Como eles são afetados por influências externas? Sob a influência de várias temperaturas, os corpos tornam-se fluidos, como líquidos, e ao mesmo tempo bastante elásticos. No caso em que o impacto externo não dura muito, substâncias de estrutura amorfa podem se quebrar em pedaços com um golpe poderoso. grandesa influência externa faz com que eles simplesmente fluam.
Faça um pequeno experimento com resina em casa. Coloque-o em uma superfície dura e você notará que ele começa a fluir suavemente. Isso mesmo, é uma substância amorfa! A velocidade depende dos indicadores de temperatura. Se for muito alto, a resina começará a se espalhar visivelmente mais rápido.
O que mais é típico para esses corpos? Eles podem assumir qualquer forma. Se substâncias amorfas na forma de pequenas partículas forem colocadas em um recipiente, por exemplo, em um jarro, elas também assumirão a forma de um recipiente. Eles também são isotrópicos, ou seja, exibem as mesmas propriedades físicas em todas as direções.
Fusão e transição para outros estados. Metal e vidro
O estado amorfo da matéria não implica a manutenção de nenhuma temperatura particular. Em baixas taxas, os corpos congelam, em altas taxas, eles derretem. A propósito, o grau de viscosidade de tais substâncias também depende disso. Baixas temperaturas contribuem para a redução da viscosidade, altas temperaturas, pelo contrário, aumentam.
Para substâncias do tipo amorfo, mais uma característica pode ser distinguida - a transição para o estado cristalino e espontânea. Por que isso está acontecendo? A energia interna em um corpo cristalino é muito menor do que em um amorfo. Podemos ver isso no exemplo dos produtos de vidro - com o tempo, os vidros ficam turvos.
Vidro metálico - o que é? O metal pode ser removido da rede cristalina emdurante a fusão, isto é, para tornar vítrea uma substância de estrutura amorfa. Durante a solidificação sob resfriamento artificial, a rede cristalina é formada novamente. O metal amorfo tem uma resistência simplesmente incrível à corrosão. Por exemplo, uma carroceria feita a partir dele não precisaria de vários revestimentos, pois não seria submetida à destruição espontânea. Uma substância amorfa é um corpo cuja estrutura atômica tem força sem precedentes, o que significa que um metal amorfo pode ser usado em absolutamente qualquer setor industrial.
Estrutura cristalina das substâncias
Para ser bem versado nas características dos metais e poder trabalhar com eles, você precisa ter conhecimento sobre a estrutura cristalina de certas substâncias. A produção de produtos metálicos e o campo da metalurgia não teriam conseguido tal desenvolvimento se as pessoas não tivessem certo conhecimento sobre as mudanças na estrutura das ligas, métodos tecnológicos e características operacionais.
Os quatro estados da matéria
É sabido que existem quatro estados de agregação: sólido, líquido, gasoso, plasma. Substâncias amorfas sólidas também podem ser cristalinas. Com tal estrutura, a periodicidade espacial no arranjo das partículas pode ser observada. Essas partículas em cristais podem realizar movimentos periódicos. Em todos os corpos que observamos em estado gasoso ou líquido, pode-se notar o movimento de partículas na forma de uma desordem caótica. Sólidos amorfos (como metais emestado condensado: ebonite, produtos de vidro, resinas) podem ser chamados de líquidos do tipo congelado, porque quando eles mudam de forma, você pode notar uma característica tão característica como a viscosidade.
A diferença entre corpos amorfos de gases e líquidos
Manifestações de plasticidade, elasticidade, endurecimento durante a deformação são características de muitos corpos. Substâncias cristalinas e amorfas têm essas características em maior medida, enquanto líquidos e gases não. Mas, por outro lado, você pode ver que eles contribuem para uma mudança elástica no volume.
Substâncias cristalinas e amorfas. Propriedades mecânicas e físicas
O que são substâncias cristalinas e amorfas? Como mencionado acima, os corpos amorfos podem ser chamados de corpos que têm um enorme coeficiente de viscosidade e, à temperatura normal, sua fluidez é impossível. Mas a alta temperatura, ao contrário, permite que eles sejam fluidos, como um líquido.
As substâncias do tipo cristal parecem ser completamente diferentes. Esses sólidos podem ter seu próprio ponto de fusão, dependendo da pressão externa. A obtenção de cristais é possível se o líquido for resfriado. Se você não tomar certas medidas, poderá notar que vários centros de cristalização começam a aparecer no estado líquido. Na área ao redor desses centros, ocorre a formação de um sólido. Cristais muito pequenos começam a se combinar em uma ordem aleatória, e um chamado policristal é obtido. Tal corpo éisotrópico.
Características das substâncias
O que determina as características físicas e mecânicas dos corpos? As ligações atômicas são importantes, assim como o tipo de estrutura cristalina. Os cristais iônicos são caracterizados por ligações iônicas, o que significa uma transição suave de um átomo para outro. Neste caso, a formação de partículas carregadas positiva e negativamente. Podemos observar a ligação iônica em um exemplo simples - tais características são características de vários óxidos e sais. Outra característica dos cristais iônicos é a baixa condutividade do calor, mas seu desempenho pode aumentar acentuadamente quando aquecido. Nos nós da rede cristalina, você pode ver várias moléculas que se distinguem por fortes ligações atômicas.
Muitos minerais que encontramos em toda a natureza têm uma estrutura cristalina. E o estado amorfo da matéria é também a natureza em sua forma mais pura. Só que neste caso o corpo é algo sem forma, mas os cristais podem tomar a forma dos mais belos poliedros com faces planas, assim como formar novos corpos sólidos de incrível beleza e pureza.
O que são cristais? Estrutura amorfo-cristalina
A forma de tais corpos é constante para uma certa conexão. Por exemplo, o berilo sempre se parece com um prisma hexagonal. Faça um pequeno experimento. Pegue um pequeno cristal de sal cúbico (bola) e coloque-o em uma solução especial o mais saturada possível com o mesmo sal. Com o tempo, você notará que este corpo permaneceu in alterado - ele adquiriu novamentea forma de um cubo ou de uma bola, inerente aos cristais de sal.
Substâncias amorfo-cristalinas são corpos que podem conter fases amorfas e cristalinas. O que influencia as propriedades dos materiais de tal estrutura? Principalmente relação diferente de volumes e arranjo diferente em relação ao outro. Exemplos comuns de tais substâncias são materiais de cerâmica, porcelana, vitrocerâmica. A partir da tabela de propriedades dos materiais com estrutura amorfo-cristalina, sabe-se que a porcelana contém a porcentagem máxima de fase vítrea. Os números flutuam entre 40-60 por cento. Veremos o teor mais baixo no exemplo da fundição de pedra - menos de 5%. Ao mesmo tempo, os revestimentos cerâmicos terão maior absorção de água.
Como você sabe, materiais industriais como porcelanato, cerâmica, fundição de pedra e vitrocerâmica são substâncias amorfo-cristalinas, pois contêm fases vítreas e ao mesmo tempo cristais em sua composição. Ao mesmo tempo, deve-se notar que as propriedades dos materiais não dependem do conteúdo de fases de vidro nele.
Metais amorfos
O uso de substâncias amorfas é mais ativamente realizado no campo da medicina. Por exemplo, metal resfriado rapidamente é usado ativamente em cirurgia. Graças aos desenvolvimentos associados a ele, muitas pessoas conseguiram se mover de forma independente após lesões graves. A questão é que a substância de uma estrutura amorfa é um excelente biomaterial para implantação em ossos. Recebidoparafusos especiais, placas, pinos, pinos são introduzidos em caso de fraturas graves. Anteriormente, aço e titânio eram usados para tais fins em cirurgia. Só mais tarde percebeu-se que as substâncias amorfas se decompõem muito lentamente no corpo, e essa incrível propriedade possibilita a recuperação dos tecidos ósseos. Posteriormente, a substância é substituída por osso.
Uso de substâncias amorfas em metrologia e mecânica de precisão
A mecânica exata é baseada precisamente na precisão e, portanto, é chamada assim. Um papel particularmente importante nesta indústria, assim como na metrologia, é desempenhado por indicadores ultraprecisos de instrumentos de medição; isso pode ser alcançado usando corpos amorfos em dispositivos. Graças a medições precisas, pesquisas laboratoriais e científicas são realizadas em institutos na área de mecânica e física, novos medicamentos são obtidos e o conhecimento científico é aprimorado.
Polímeros
Outro exemplo do uso de uma substância amorfa são os polímeros. Eles podem mudar lentamente de um sólido para um líquido, enquanto os polímeros cristalinos são caracterizados por um ponto de fusão, não um ponto de amolecimento. Qual é o estado físico dos polímeros amorfos? Se você der a essas substâncias uma temperatura baixa, poderá ver que elas estarão em um estado vítreo e exibirão as propriedades dos sólidos. O aquecimento gradual faz com que os polímeros comecem a se mover para um estado de maior elasticidade.
Substâncias amorfas, cujos exemplos acabamos de dar, são intensamente utilizadas emindústria. O estado superelástico permite que os polímeros sejam deformados de qualquer maneira, e esse estado é alcançado devido ao aumento da flexibilidade das ligações e moléculas. Um aumento adicional na temperatura leva ao fato de que o polímero adquire propriedades ainda mais elásticas. Começa a passar para um estado fluido e viscoso especial.
Se você deixar a situação descontrolada e não impedir um novo aumento de temperatura, o polímero sofrerá degradação, ou seja, destruição. O estado viscoso mostra que todas as unidades da macromolécula são muito móveis. Quando uma molécula de polímero flui, as ligações não apenas se endireitam, mas também ficam muito próximas umas das outras. A ação intermolecular transforma o polímero em uma substância dura (borracha). Este processo é chamado de transição vítrea mecânica. A substância resultante é usada para produzir filmes e fibras.
Poliamidas, poliacrilonitrilas podem ser obtidas a partir de polímeros. Para fazer um filme de polímero, você precisa forçar os polímeros através de matrizes que possuem um orifício ranhurado e aplicá-los à fita. Desta forma, são produzidos materiais de embalagem e bases para fitas magnéticas. Os polímeros também incluem vários vernizes (formando espuma em um solvente orgânico), adesivos e outros materiais de colagem, compósitos (base de polímero com enchimento), plásticos.
Aplicações de Polímero
Esse tipo de substância amorfa está firmemente enraizado em nossas vidas. Eles são aplicados em todos os lugares. Estes incluem:
1. Várias bases parafabricação de vernizes, colas, produtos plásticos (resinas de fenol-formaldeído).
2. Elastômeros ou borrachas sintéticas.
3. O material isolante elétrico é o cloreto de polivinila, ou as conhecidas janelas plásticas de PVC. É resistente ao fogo, pois é considerado de queima lenta, possui maior resistência mecânica e propriedades isolantes elétricas.
4. A poliamida é uma substância com alta resistência e resistência ao desgaste. Possui altas características dielétricas.
5. Plexiglas ou polimetilmetacrilato. Podemos usá-lo no campo da engenharia elétrica ou usá-lo como material para estruturas.
6. O fluoroplasto, ou politetrafluoretileno, é um conhecido dielétrico que não apresenta propriedades de dissolução em solventes de origem orgânica. Sua ampla faixa de temperatura e boas propriedades dielétricas permitem que seja usado como material hidrofóbico ou antifricção.
7. Poliestireno. Este material não é afetado por ácidos. Ele, como fluoroplástico e poliamida, pode ser considerado um dielétrico. Muito durável no que diz respeito ao impacto mecânico. O poliestireno é usado em todos os lugares. Por exemplo, provou-se bem como um material isolante estrutural e elétrico. É usado em engenharia elétrica e de rádio.
8. Provavelmente o polímero mais famoso para nós é o polietileno. O material apresenta resistência quando exposto a ambientes agressivos, absolutamente não permite a passagem de umidade. Se a embalagem for feita de polietileno, você não pode ter medo de que o conteúdo se deteriore sob a influência de forteschuva. O polietileno também é um dielétrico. Sua aplicação é extensa. A partir dele são confeccionadas estruturas de tubos, diversos produtos elétricos, filme isolante, bainhas para cabos de linhas telefônicas e elétricas, peças para rádios e outros equipamentos.
9. O PVC é um material de alto polímero. É sintético e termoplástico. Tem uma estrutura de moléculas que são assimétricas. Quase não passa água e é feito por prensagem com estampagem e por moldagem. O cloreto de polivinila é usado com mais frequência na indústria elétrica. Com base nisso, são criadas várias mangueiras de isolamento térmico e mangueiras para proteção química, bancos de baterias, mangas e juntas isolantes, fios e cabos. O PVC também é um excelente substituto para o chumbo prejudicial. Não pode ser usado como um circuito de alta frequência na forma de um dielétrico. E tudo devido ao fato de que, neste caso, as perdas dielétricas serão altas. Altamente condutora.
