Pernahkah Anda bertanya-tanya apa zat amorf misterius itu? Dalam struktur, mereka berbeda dari padat dan cair. Faktanya adalah bahwa benda-benda seperti itu berada dalam keadaan kental khusus, yang hanya memiliki urutan jarak pendek. Contoh zat amorf adalah resin, kaca, amber, karet, polietilen, polivinil klorida (jendela plastik favorit kita), berbagai polimer, dan lain-lain. Ini adalah padatan yang tidak memiliki kisi kristal. Mereka juga termasuk lilin penyegel, berbagai perekat, ebonit dan plastik.
Sifat yang tidak biasa dari zat amorf
Selama pemisahan, wajah tidak terbentuk dalam badan amorf. Partikel benar-benar acak dan berada pada jarak yang dekat satu sama lain. Mereka bisa sangat tebal dan kental. Bagaimana mereka dipengaruhi oleh pengaruh eksternal? Di bawah pengaruh berbagai suhu, benda menjadi cair, seperti cairan, dan pada saat yang sama cukup elastis. Dalam kasus ketika dampak eksternal tidak berlangsung lama, zat-zat dari struktur amorf dapat pecah berkeping-keping dengan pukulan yang kuat. panjangpengaruh luar menyebabkan mereka mengalir begitu saja.
Cobalah sedikit eksperimen resin di rumah. Letakkan di permukaan yang keras dan Anda akan melihat bahwa itu mulai mengalir dengan lancar. Itu benar, itu adalah zat amorf! Kecepatan tergantung pada indikator suhu. Jika sangat tinggi, resin akan mulai menyebar lebih cepat.
Apa lagi yang khas untuk tubuh seperti itu? Mereka dapat mengambil bentuk apapun. Jika zat amorf dalam bentuk partikel kecil ditempatkan dalam wadah, misalnya, dalam kendi, maka mereka juga akan berbentuk wadah. Mereka juga isotropik, yaitu, mereka menunjukkan sifat fisik yang sama ke segala arah.
Mencair dan transisi ke keadaan lain. Logam dan kaca
Keadaan materi amorf tidak menyiratkan pemeliharaan suhu tertentu. Pada kecepatan rendah, tubuh membeku, pada kecepatan tinggi, mereka meleleh. Omong-omong, tingkat viskositas zat tersebut juga tergantung pada ini. Suhu rendah berkontribusi pada penurunan viskositas, suhu tinggi, sebaliknya, meningkatkannya.
Untuk zat jenis amorf, satu fitur lagi dapat dibedakan - transisi ke keadaan kristal, dan spontan. Mengapa ini terjadi? Energi internal dalam tubuh kristal jauh lebih sedikit daripada di amorf. Hal ini dapat kita lihat pada contoh produk kaca - lama kelamaan kaca menjadi keruh.
Gelas logam - apa itu? Logam dapat dihilangkan dari kisi kristal diselama peleburan, yaitu, untuk membuat zat dari struktur amorf seperti kaca. Selama pemadatan di bawah pendinginan buatan, kisi kristal terbentuk lagi. Logam amorf memiliki ketahanan yang luar biasa terhadap korosi. Misalnya, bodi mobil yang terbuat darinya tidak memerlukan berbagai pelapis, karena tidak akan mengalami kerusakan spontan. Zat amorf adalah benda yang struktur atomnya memiliki kekuatan yang belum pernah terjadi sebelumnya, yang berarti bahwa logam amorf dapat digunakan di semua sektor industri.
Struktur kristal zat
Untuk memahami karakteristik logam dengan baik dan dapat bekerja dengannya, Anda harus memiliki pengetahuan tentang struktur kristal zat tertentu. Produksi produk logam dan bidang metalurgi tidak akan bisa berkembang seperti itu jika orang tidak memiliki pengetahuan pasti tentang perubahan struktur paduan, metode teknologi, dan karakteristik operasional.
Empat keadaan materi
Sudah diketahui bahwa ada empat keadaan agregasi: padat, cair, gas, plasma. Zat amorf padat juga bisa berupa kristal. Dengan struktur seperti itu, periodisitas spasial dalam susunan partikel dapat diamati. Partikel-partikel dalam kristal ini dapat melakukan gerakan periodik. Di semua benda yang kita amati dalam keadaan gas atau cair, seseorang dapat melihat pergerakan partikel dalam bentuk kekacauan. Padatan amorf (seperti logam dalamkeadaan terkondensasi: ebonit, produk kaca, resin) dapat disebut cairan tipe beku, karena ketika berubah bentuk, Anda dapat melihat fitur karakteristik seperti viskositas.
Perbedaan antara benda amorf dari gas dan cairan
Manifestasi plastisitas, elastisitas, pengerasan selama deformasi adalah karakteristik dari banyak benda. Zat kristal dan amorf memiliki karakteristik ini pada tingkat yang lebih besar, sedangkan cairan dan gas tidak. Tetapi di sisi lain, Anda dapat melihat bahwa mereka berkontribusi pada perubahan volume yang elastis.
Zat kristal dan amorf. Sifat mekanik dan fisik
Apa yang dimaksud dengan zat kristal dan zat amorf? Seperti disebutkan di atas, amorf dapat disebut benda-benda yang memiliki koefisien viskositas yang sangat besar, dan pada suhu biasa fluiditasnya tidak mungkin. Tetapi suhu tinggi, sebaliknya, memungkinkan mereka menjadi cair, seperti cairan.
Zat jenis kristal tampaknya benar-benar berbeda. Padatan ini dapat memiliki titik leleh sendiri tergantung pada tekanan eksternal. Mendapatkan kristal dimungkinkan jika cairan didinginkan. Jika Anda tidak mengambil tindakan tertentu, maka Anda dapat melihat bahwa berbagai pusat kristalisasi mulai muncul dalam keadaan cair. Di daerah sekitar pusat-pusat ini, pembentukan padatan terjadi. Kristal yang sangat kecil mulai bergabung satu sama lain dalam urutan acak, dan apa yang disebut polikristal diperoleh. Tubuh seperti itu adalahisotropik.
Karakteristik zat
Apa yang menentukan karakteristik fisik dan mekanik tubuh? Ikatan atom penting, seperti juga jenis struktur kristal. Kristal ionik dicirikan oleh ikatan ion, yang berarti transisi yang mulus dari satu atom ke atom lainnya. Dalam hal ini, pembentukan partikel bermuatan positif dan negatif. Kita dapat mengamati ikatan ion dalam contoh sederhana - karakteristik seperti itu adalah karakteristik dari berbagai oksida dan garam. Fitur lain dari kristal ionik adalah konduktivitas panas yang rendah, tetapi kinerjanya dapat meningkat tajam saat dipanaskan. Pada simpul kisi kristal, Anda dapat melihat berbagai molekul yang dibedakan oleh ikatan atom yang kuat.
Banyak mineral yang kita temukan di mana-mana di alam memiliki struktur kristal. Dan keadaan materi yang tidak berbentuk juga merupakan alam dalam bentuknya yang paling murni. Hanya dalam hal ini tubuh adalah sesuatu yang tidak berbentuk, tetapi kristal dapat mengambil bentuk polihedra yang paling indah dengan wajah datar, serta membentuk tubuh padat baru dengan keindahan dan kemurnian yang menakjubkan.
Apa itu kristal? Struktur kristal amorf
Bentuk benda tersebut konstan untuk sambungan tertentu. Misalnya, beryl selalu terlihat seperti prisma heksagonal. Lakukan sedikit percobaan. Ambil kristal kecil garam kubik (bola) dan masukkan ke dalam larutan khusus yang jenuh mungkin dengan garam yang sama. Seiring waktu, Anda akan melihat bahwa tubuh ini tetap tidak berubah - ia kembali diperolehbentuk kubus atau bola, yang melekat pada kristal garam.
Substansi kristal amorf adalah benda yang dapat mengandung fase amorf dan kristal. Apa yang mempengaruhi sifat-sifat bahan dari struktur seperti itu? Terutama rasio volume yang berbeda dan pengaturan yang berbeda dalam hubungannya satu sama lain. Contoh umum dari zat tersebut adalah bahan dari keramik, porselen, kaca-keramik. Dari tabel sifat bahan dengan struktur kristal amorf, diketahui bahwa porselen mengandung persentase maksimum fasa kaca. Angka tersebut berfluktuasi antara 40-60 persen. Kami akan melihat konten terendah dalam contoh pengecoran batu - kurang dari 5 persen. Pada saat yang sama, ubin keramik akan memiliki daya serap air yang lebih tinggi.
Seperti yang Anda ketahui, bahan industri seperti porselen, ubin keramik, pengecoran batu dan keramik kaca adalah zat kristal amorf, karena mengandung fase kaca dan sekaligus kristal dalam komposisinya. Pada saat yang sama, perlu dicatat bahwa sifat bahan tidak tergantung pada kandungan fase kaca di dalamnya.
Logam amorf
Penggunaan zat amorf paling aktif dilakukan di bidang kedokteran. Misalnya, logam yang didinginkan dengan cepat secara aktif digunakan dalam pembedahan. Berkat perkembangan yang terkait dengannya, banyak orang dapat bergerak secara mandiri setelah cedera parah. Masalahnya adalah bahwa substansi struktur amorf adalah biomaterial yang sangat baik untuk implantasi di tulang. Diterimasekrup, pelat, pin, pin khusus dimasukkan jika terjadi fraktur parah. Sebelumnya, baja dan titanium digunakan untuk tujuan tersebut dalam pembedahan. Baru kemudian diketahui bahwa zat amorf terurai sangat lambat di dalam tubuh, dan sifat luar biasa ini memungkinkan jaringan tulang pulih. Selanjutnya zat tersebut digantikan oleh tulang.
Penggunaan zat amorf dalam metrologi dan mekanika presisi
Mekanika eksak didasarkan pada akurasi, dan karena itu disebut demikian. Peran yang sangat penting dalam industri ini, serta dalam metrologi, dimainkan oleh indikator instrumen pengukuran yang sangat presisi; ini dapat dicapai dengan menggunakan benda amorf dalam perangkat. Berkat pengukuran yang akurat, laboratorium dan penelitian ilmiah dilakukan di institut di bidang mekanika dan fisika, obat-obatan baru diperoleh, dan pengetahuan ilmiah ditingkatkan.
Polimer
Contoh lain penggunaan zat amorf adalah polimer. Mereka perlahan-lahan dapat berubah dari padat menjadi cair, sedangkan polimer kristalin dicirikan oleh titik leleh, bukan titik pelunakan. Bagaimana keadaan fisik polimer amorf? Jika Anda memberi zat-zat ini suhu rendah, Anda dapat melihat bahwa mereka akan berada dalam keadaan seperti kaca dan menunjukkan sifat-sifat padatan. Pemanasan bertahap menyebabkan polimer mulai bergerak ke keadaan elastisitas yang meningkat.
Zat amorf, contoh yang baru saja kita berikan, digunakan secara intensif dalamindustri. Keadaan superelastis memungkinkan polimer terdeformasi dengan cara apa pun, dan keadaan ini dicapai karena peningkatan fleksibilitas tautan dan molekul. Peningkatan suhu lebih lanjut mengarah pada fakta bahwa polimer memperoleh sifat yang lebih elastis. Itu mulai berubah menjadi cairan khusus dan keadaan kental.
Jika Anda membiarkan situasi tidak terkendali dan tidak mencegah peningkatan suhu lebih lanjut, polimer akan mengalami degradasi, yaitu penghancuran. Keadaan kental menunjukkan bahwa semua unit makromolekul sangat mobile. Ketika molekul polimer mengalir, tautannya tidak hanya menjadi lurus, tetapi juga menjadi sangat dekat satu sama lain. Tindakan antarmolekul mengubah polimer menjadi zat keras (karet). Proses ini disebut transisi kaca mekanis. Zat yang dihasilkan digunakan untuk memproduksi film dan serat.
Poliamida, poliakrilonitril dapat diperoleh dari polimer. Untuk membuat film polimer, Anda perlu memaksa polimer melalui cetakan yang memiliki lubang berlubang dan menerapkannya pada pita. Dengan cara ini, bahan kemasan dan dasar untuk pita magnetik diproduksi. Polimer juga mencakup berbagai pernis (membentuk busa dalam pelarut organik), perekat dan bahan pengikat lainnya, komposit (dasar polimer dengan pengisi), plastik.
Aplikasi polimer
Zat amorf semacam ini berakar kuat dalam kehidupan kita. Mereka diterapkan di mana-mana. Ini termasuk:
1. Berbagai dasar untukpembuatan pernis, lem, produk plastik (resin fenol-formaldehida).
2. Elastomer atau karet sintetis.
3. Bahan isolasi listrik adalah polivinil klorida, atau jendela PVC plastik yang terkenal. Tahan terhadap api, karena dianggap lambat terbakar, telah meningkatkan kekuatan mekanik dan sifat isolasi listrik.
4. Poliamida adalah zat dengan kekuatan dan ketahanan aus yang sangat tinggi. Ini memiliki karakteristik dielektrik yang tinggi.
5. Plexiglas, atau polimetil metakrilat. Kita dapat menggunakannya di bidang teknik elektro atau menggunakannya sebagai bahan untuk struktur.
6. Fluoroplast, atau polytetrafluoroethylene, adalah dielektrik terkenal yang tidak menunjukkan sifat disolusi dalam pelarut asal organik. Kisaran suhu yang luas dan sifat dielektrik yang baik memungkinkannya untuk digunakan sebagai bahan hidrofobik atau anti-gesekan.
7. Polistirena. Bahan ini tidak terpengaruh oleh asam. Itu, seperti fluoroplastik dan poliamida, dapat dianggap sebagai dielektrik. Sangat tahan lama sehubungan dengan dampak mekanis. Polystyrene digunakan di mana-mana. Misalnya, ia telah membuktikan dirinya dengan baik sebagai bahan isolasi struktural dan listrik. Ini digunakan dalam teknik listrik dan radio.
8. Mungkin polimer yang paling terkenal bagi kita adalah polietilen. Bahan menunjukkan ketahanan saat terkena lingkungan yang agresif, sama sekali tidak memungkinkan kelembaban melewatinya. Jika kemasannya terbuat dari polietilen, Anda tidak perlu takut bahwa isinya akan memburuk di bawah pengaruh kuathujan. Polyethylene juga merupakan dielektrik. Penerapannya sangat luas. Struktur pipa, berbagai produk listrik, film isolasi, selubung untuk kabel telepon dan saluran listrik, suku cadang untuk radio dan peralatan lainnya dibuat darinya.
9. PVC adalah bahan polimer tinggi. Ini adalah sintetis dan termoplastik. Ini memiliki struktur molekul yang asimetris. Hampir tidak melewatkan air dan dibuat dengan menekan dengan stamping dan dengan pencetakan. Polivinil klorida paling sering digunakan dalam industri listrik. Atas dasar itu, berbagai selang dan selang insulasi panas untuk perlindungan bahan kimia, bank baterai, selongsong dan gasket insulasi, kabel dan kabel dibuat. PVC juga merupakan pengganti yang sangat baik untuk timbal yang berbahaya. Itu tidak dapat digunakan sebagai sirkuit frekuensi tinggi dalam bentuk dielektrik. Dan semua karena fakta bahwa dalam hal ini kerugian dielektrik akan tinggi. Sangat konduktif.
