Warning: session_start() [function.session-start]: Cannot send session cookie - headers already sent by (output started at /var/www/nelvin/data/www/ebooktime.net/index.php:6) in /var/www/nelvin/data/www/ebooktime.net/index.php on line 7

Warning: session_start() [function.session-start]: Cannot send session cache limiter - headers already sent (output started at /var/www/nelvin/data/www/ebooktime.net/index.php:6) in /var/www/nelvin/data/www/ebooktime.net/index.php on line 7

Warning: file_get_contents(files/survey) [function.file-get-contents]: failed to open stream: No such file or directory in /var/www/nelvin/data/www/ebooktime.net/index.php on line 82
1.3. Будова і структура речовин, які входять до складу сировинних матеріалів : Матеріалознавство та основи технології переробки природної сировини у непродовольчі товари. Навчальний посібник для студентів вищих навчальних закладів : Бібліотека для студентів

1.3. Будова і структура речовин, які входять до складу сировинних матеріалів


Повернутися на початок книги
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 
15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 
30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 

Загрузка...

Властивості будь-якої речовини чи матеріалів обумовлені не тільки хімічним складом, природою складових атомів, але значною мірою вони залежать від особливостей з’єднання атомів, молекул між собою, типом зв’язку тощо.

Існують поняття «хімічна будова» і «структура» речовин і мате-ріалів.

Будова – характер зв’язку чи послідовність з’єднання атомів у мо-лекули як структурні первинні одиниці речовини.

Структура – просторове розташування структурних одиниць (молекул), характер їхнього об’єднання в більш великі структурні елементи.     Відомо, що основними елементарними частками, з

яких складаються речовини, є протони, нейтрони й електрони. З про-тонів і нейтронів складаються атомні ядра, а електрони заповнюють оболонки атома. Будова ядер атомів, періодичність заповнення обо-лонок електронами відображаються в таблиці Д. Менделєєва.

Найпростіша модель атома водню – електрон, що являє собою кульку, що обертається навколо ядра атома. (Атом водню складаєть-ся з одного протона й одного електрона).

Тіла можуть складатися з атомів чи молекул іонів (іони – атоми, позбавлені частини електронів).

Молекули ряду тіл (газів) містять різне число атомів: He, Ar – одноатомні молекули; H2, O2, Cl2 – двохатомні молекули; CO2, H2O – трьохатомні молекули; NH3 – четирьохатомні молекули тощо.

Аналіз матеріалів і готових виробів звичайно починають з розгля-ду їхньої зовнішньої будови, форми, кольору й характеру поверхні,

тобто з вивчення макроскопічних ознак. Потім установлюють хіміч-ний склад і внутрішню структуру матеріалів, що дозволяє зрозумі-ти сутність формування і зміни споживних властивостей виробу під впливом різних факторів. Залежно від структурних елементів про-водять градацію структури твердих тіл: макроструктура, мікрострук-тура, тонка (внутрішня) структура. Такий поділ умовний, тому що чіткого розмежування зазначених структур немає. Первинні струк-турні одиниці (атоми й молекули), поступово поєднуючи, утворять усе більш великі структурні елементи. Так відбувається поступовий перехід від тонкої структури до макроструктури.

Макроструктура – сполучення великих структурних елементів (ниток, пучків волокон, шарів тощо) матеріалу, що можна бачити неозброєним оком чи через лупу (зі збільшенням приблизно до 10 разів). Вивченню макроструктури надають великого значення при органолептичній оцінці якості матеріалів і товарів: визначення, на-приклад, форми й густини ниток і виду їх переплетення в тканинах, характеру розташування шарів у деревині, пучків волокон шкіри, густини черепка порцеляни, наявності великої пористості й різних дефектів (подряпини, тріщини, сторонні включення й ін.). Про характер макроструктури пластмас можна судити по їхньому зламі: у ненаповнених пластмас макроструктура однорідна, злам склоподіб-ний, а наповнені пластмаси, навпаки, мають неоднорідну структуру.

Мікроструктура – це сполучення структурних елементів, види-мих за допомогою оптичного мікроскопу (зі збільшенням у десятки й сотні разів). При вивченні мікроструктури встановлюють характер сполучення волокон, форму зерен кристалів і клітинних утворень. Визначають розмір видимих структурних елементів, використову-ючи окулярмікрометри й об’єктмікрометри, вимірюють кути нахилу волокон у шкірі тощо.

Вивчення кристалічної мікроструктури металів і сплавів за до-помогою мікроскопів допомагає виявити залежність їх механічних і ряду фізичних властивостей від характеру термічної обробки виро-бів. Мікроскопічним дослідженням установлюють ступінь упоряд-кованості розташування структурних елементів, зокрема ступінь їх орієнтації, що дозволяє судити про ізотропності та анізотропності властивостей матеріалів і створювати оптимальні види структур.

Тонка (внутрішня) структура характеризується певним сполу-ченням між собою атомів чи іонів молекул, а також більш великих структурних елементів, що не вдається спостерігати за допомогою

оптичних мікроскопів. Останні дозволяють розрізняти частки з роз-міром лише не менш 300 нм, тобто того ж порядку, що і довжини хвиль видимої частини світлового спектра. Більш дрібні частки (ато-ми, молекули, пачки молекул, фібрили й ін.) виявляють методами рентгеноструктурного аналізу, електронної мікроскопії й електроно-графії, застосовуючи випромінювання з більш короткою довжиною хвилі. Довжина хвиль рентгенівських променів – від сотих часток до декількох ангстремів.

Методами дифракції рентгенівських променів і електронів уста-новлюють тип кристалічних решіток речовини. Рентгеноструктурний аналіз дає важливі зведення і при дослідженні тіл (матеріалів) з менш упорядкованою структурою (кристалічних і аморфних полімерів, рі-дин тощо). З його допомогою встановлюють ступінь кристалічності полімерів, характер орієнтації структурних елементів у волокні й ін.

Найважливішим методом вивчення тонкої структури речовин є електронна мікроскопія, заснована на застосуванні електронного мі-кроскопа, що особливо просвічує. Електронний мікроскоп дозволяє безпосередньо бачити й вивчати дрібні частки в інтервалі розмірів 10~4-10~8 див (агрегати атомів і молекул). Електроноскопічні й елек-тронографічні дослідження кристалічних решіток і їхніх дефектів мають фундаментальне значення для фізики твердого тіла, матері-алознавства й товарознавства. Електронний мікроскоп незамінний при вивченні змін структури металів і сплавів у результаті терміч-них, механічних і інших обробок. Важливе значення при дослідженні матеріалів має метод рентгенівського просвічування, особливо для виявлення дефектів.

Структура багатьох матеріалів пронизана порами, що є проміжка-ми між структурними елементами, що порушують однорідність мате-ріалу. Вони мають різноманітні розміри і форму (осередку, капіляри й ін.).

Розрізняють пори:

-   наскрізні (капіляри), що проходять через усю товщу матеріалу;

-   замкнуті (ізольовані), що не сполучаються з зовнішнім середови-щем і заповнені повітрям чи іншим газом;

-   напівзамкнуті (не наскрізні), що ідуть у глиб матеріалу;

-   поверхневі, чи відкриті (невеликі западини), які обумовлюють

нерівності поверхні матеріалу.

Характер пористості матеріалів обумовлює ряд їхніх властивос-тей. Так, основні властивості (гігієнічні) багатьох одягово-взуттєвих

матеріалів пов'язані з їх мікропористою структурою. У деяких випад-ках наявність пор є наслідком неправильного підбору сировинних матеріалів, порушення режиму технологи (наприклад, пористість по-рцелянового черепка), при цьому пори погіршують якість виробів.