موادی با خواص بهتر

15 اسلاید توسط: ▪رینعلی▪ انتشار: 3 ساعت پیش 1 مشاهده گزارش ذخیره افزودن به لیست

اگه میشه اول کامت پین شده رو ببین تا وقت خودتو الکی تلف نکنی✨

بیشتر موادی که ما استفاده میکنیم خواص متنوعی دارند برخی از این خواص برای ما مفید و برخی از خواص مضر هستند. به همین دلیل ما سعی میکنیم خواص مضر مواد را کاهش دهیم یا خواص مفید آنها را افزایش دهیم. مثال طلا اصلا زنگ نمیزند براق و زیبا است و ... ولی طلا فلزی بسیار نرم است و به راحتی خم میشود به همین دلیل در صنعت طلا سازی مقداری مس یا نقره به طلا اضافه می کنند تا سخت تر شود.

ما به چند طریق می‌توانیم خواص مواد را بهبود بخشید از جمله: ۱.آلیاژ ساخت آلیاژ: فلزات به ندرت بصورت خالص به کار می روند زیرا خواص چندان مناسبی برای کاربرد ندارند. از این رو با ترکیب عناصر فلزی با یک دیگریا با عناصر نافلزی آلیاژسازی می کنند تا موجب افزایش خواص مکانیکی و مقاومت بیشتر در برابر خوردگی در آن ها شود. آلیاژ مخلوط یا محلول جامد فلزی شامل یک فلزاصلی ) فلز پایه ) با یک یا چند عنصر فلزی یا نافلزی است. به عنوان نمونه: مثال آهن خالص فلز نسبتا نرمی است ولی اگر مقداری کربن به آن اضافه کنیم آهن سخت شده و به فولاد تبدیل می شود. کربن یک عنصر نافلز است که در ساختن آلیاژ از آن استفاده می شود. در ساخت آلیاژها ابتدا فلزها را ذوب و سپس با یکدیگر مخلوط میکنند. توجه داشته باشید که فلزها هیچگاه با یکدیگر واکنش نمی دهند و در واقع ترکیب جدیدی از آنها ساخته نمیشود بلکه فلزها با یکدیگر مخلوط تشکیل میدهد در هنگام تولید آلیاژ اتمهای یک ماده از هم جدا شده و به صورت یکنواخت داخل اتمهای ماده دیگر پخش میشوند مانند ذرات قند که داخل آب پخش می شوند.

خواص آلیاژها در یک فلز خالص تمام اتمها با یکدیگر هم اندازند و لایه ها میتوانند به راحتی بر روی یکدیگر بلغزند در واقع وقتی با یک چکش به یک فلز ضربه وارد میکنیم همین اتفاق می افتد و لغزش اتم ها بر روی یکدیگر باعث تغییر شکل آنها خواهد شد وقتی اتم هایی با اندازه های متفاوت به یک فلز اضافه میشود تا آلیاژ ساخته شود اتمهای فلزی دیگر نمی توانند به راحتی بر روی یکدیگر سر بخورند زیرا در جای خود محکم شده اند بنابراین این آلیاژها نسبت به فلزهای معمولی دارای ساختاری سخت تر و محکم تر هستند. چکش خواری آلیاژها معمولا از فلزات کمتر است چون وقتی اتمهای یک فلز داخل اتم های فلز دیگری قرار میگیرد مانع لغزیدن اتمهای آن فلز روی هم می شود.

آلیاژها را براساس فلز پایه شان به دو دسته آهنی و غیر آهنی تقسیم می کنند. آلیاژهای آهنی آلیاژهایی هستند که فلز پایه در آنها آهن است از مهمترین آنها می توان به فولاد اشاره کرد. در مقابل تمام آلیازهایی که فلز پایه در آنها فلزی غیرآهن است آلیاژهای غیرآهنی خوانده می شود مانند مفرغ که آلیاژی از مس فلز) پایه) غیر آهنی و قلع است یا آلیاژ ملغمه نقره که آلیاژی از جیوه و نقره است و از آن برای تهیه مواد پر کننده دندان هم استفاده میشود در این آلیاژ جیوه فلزپایه است.

آلیاژ فولاد: آلیاژهایی از آهن و کربن که دارای درصد کربن وزنی 2 درصد باشد فولاد می نامند. آهن خالص در صنعت کاربردی ندارد زیرا نرم است و به سرعت زنگ می زند و استحکام کافی ندارد تنها با آلیاژسازی و تولید آلیاژهای متنوع میتوان از این عنصر استفاده کرد. نکته مهمترین عنصری که بر استحکام آهن تاثیر عمده دارد اتم نافلز کربن است. نکته فولاد زنگ نزن آلیاژی از آهن نیکل و کروم است اضافه کردن هر کدام از این اتم ها یکی از ویژگی های آهن را تقویت میکند.

آلیاژ فولاد: آلیاژهایی از آهن و کربن که دارای درصد کربن وزنی 2 درصد باشد فولاد می نامند. آهن خالص در صنعت کاربردی ندارد زیرا نرم است و به سرعت زنگ می زند و استحکام کافی ندارد تنها با آلیاژسازی و تولید آلیاژهای متنوع میتوان از این عنصر استفاده کرد. مهمترین عنصری که بر استحکام آهن تاثیر عمده دارد اتم نافلز کربن است. فولاد زنگ نزن آلیاژی از آهن نیکل و کروم است اضافه کردن هر کدام از این اتم ها یکی از ویژگی های آهن را تقویت میکند.

الیاژ چدن چدن آلیاژی از آهن و کربن است که خاصیت شکنندگی دارد. چدن ها خانواده ای از آلیاژهای آهنی هستند که به روش ریخته گری تولید می شوند و بیش از 2 تا 6 درصد کربن دارد اما شکننده تر از آهن هستند چدنها در حالت مذاب بسیار روانند از این جهت ریخته گری آنها بسیار آسان است و می توان شکلهای پیچیده و قسمتهای نازک قطعات با آنها ریخته گری کرد.

آلیاژهای مس مهمترین آلیاژهای مس عبارتند از: برنج: مخلوط مس و روی در شیرآلات ساختمانی و اتصالات استفاده می شود در ساخت وسایل موسیقی از آلیاژ برنج استفاده میشود این آلیاژ می تواند حجم صدای تولید شده را به مقدار خیلی زیادی افزایش دهد از طرفی شکل دادن به آن به صورتهای مختلف و ساختن وسایل گوناگون نیز به راحتی انجام می شود. برنج نسبت به مس قدرت و استحکام بیشتری دارد و از طرفی نقطه ذوب آن از مس و روی کمتر است بنابراین ذوب کردن و قالب ریزی این آلیاژ راحت تر و با هزینه کمتری انجام می شود مفرغ:(مس+قلع) در مجسمه سازی به کار می‌رود برنز :(مس+قلع+روی)در ساخت پوکه فشنگ مجسمه سازی قطعات موتور خودرو کاربرد دارد ورشو:(مس+روی+نیکل)جلالی مانند نقره دارد و در سماور سازی قاشق و چنگال سازی به کار می رود

آلیاژهای سرب: گاهی اوقات برای اتصال قطعات فلزی به یکدیگر از لحیم کاری استفاده میکنند در اتصال دادن فلز های موجود در مدارهای الکتریکی کاربرد بسیار زیادی دارد این آلیاژ از سرب و قلع ساخته شده و در مقایسه با این فلز ها دمای ذوب پایین تری دارد. لحیم به صورت سیمهای بسیار نازک یا مفتول درآمده و در محل اتصال فلزها ذوب میشود و به این ترتیب امکان اتصال آنها به یکدیگر فراهم میکند

آلیاژهای جیوه: جيوه تنها فلز مایع در دمای ۲۵ درجه است. فلز برای آلیاژ سازی بسیار مفید است زیرا بدون نیاز به ذوب شدن می تواند فلزهای دیگر را در خود حل کند. در هزینه و انرژی لازم برای ذوب کردن فلز صرفه جویی میشود . یکی از معروفترین کاربردهای آن در پر کردن دندان است دندانپزشکان از آمالگام جیوه برای پر کردن دندان استفاده میکنند این ماده به سرعت سخت می شود البته مردم نگران سمی بودن جیوند اما برای پر کردن دندان از مواد پلاستیکی مخصوص میتوان استفاده کرد. آمالگام دارای ۵۰ جیوه است که به همراه آن نقره ، مس و روی نیز وجود دارد

مواد هوشمند موادی هستند که بعد از تغییر حالت به شکل اولیه خود بر می گردند یعنی مانند این است که انگار شکل اولیه خود را به خاطر دارند به همین دلیل به آنها هوشمند می گویند به عنوان نمونه برخی از کاربردهای مواد هوشمند 1 - برخی از عینکهای آفتابی یک ماده هوشمند هستند چون در آفتاب تیره و در سایه دوباره شفاف می شود. عینک های فتوکرومیک تحت تاثیر اشعه ی ماوراء بنفش تیره شده و تغییر رنگ می دهند. در حقیقت؛ با جذب انرژی تابشی در ساختار شیمیایی مواد فتوکرومیک تغییر ایجاد می شود و میزان جذب نور آن تغییر میکند. 2 عینکهایی ساخته شدهاند که اگر به آنها نیرو با فشاری وارد شود قاب آنها مچاله میشود و تغییر شکل می دهد؛ اما جالب است بدانید که پس از حذف نیرو با فشار دوباره و بدون هیچ کمکی از سوی شما به شکل اولیه خود بر میگردند 3 فنر هوشمند یکی دیگر از این مواد است که جراحان برای باز کردن رگهای بیمار از آن استفاده می کنند به این ترتیب که فنر را باز کرده و به صورت یک سیم در می آورند و آن را وارد رگ بیمار می کنند ولی جالب این است که این سیم و است که این سیم وقتی در دمای بدن یعنی 33 درجه قرار می گیرد دوباره به حالت فتر در آمده و رگ را باز می کند... +100 4 سطح بال وسيع هواپیما موجب برخاستن و فرود آسان هواپیما میشود اما در سرعت های بسیار زیاد ( بیشتر از سرعت صوت بعنوان عاملی مزاحم ، مقاومت زیادی ایجاد میکند و باعث افزایش نیروی مقاومت هوا می شود. امروزه با ورود مواد و سیستمهای هوشمند به صنایع هوایی و ساخت بال های قابل جمع شدن میتوان نیروی مقاومت هوا را در سرعتهای زیاد کاهش داد. و...

مواد هوشمند موادی هستند که بعد از تغییر حالت به شکل اولیه خود بر می گردند یعنی مانند این است که انگار شکل اولیه خود را به خاطر دارند به همین دلیل به آنها هوشمند می گویند به عنوان نمونه برخی از کاربردهای مواد هوشمند 1 - برخی از عینکهای آفتابی یک ماده هوشمند هستند چون در آفتاب تیره و در سایه دوباره شفاف می شود. عینک های فتوکرومیک تحت تاثیر اشعه ی ماوراء بنفش تیره شده و تغییر رنگ می دهند. در حقیقت؛ با جذب انرژی تابشی در ساختار شیمیایی مواد فتوکرومیک تغییر ایجاد می شود و میزان جذب نور آن تغییر میکند. 2 عینکهایی ساخته شدهاند که اگر به آنها نیرو با فشاری وارد شود قاب آنها مچاله میشود و تغییر شکل می دهد؛ اما جالب است بدانید که پس از حذف نیرو با فشار دوباره و بدون هیچ کمکی از سوی شما به شکل اولیه خود بر میگردند 3 فنر هوشمند یکی دیگر از این مواد است که جراحان برای باز کردن رگهای بیمار از آن استفاده می کنند به این ترتیب که فنر را باز کرده و به صورت یک سیم در می آورند و آن را وارد رگ بیمار می کنند ولی جالب این است که این سیم و است که این سیم وقتی در دمای بدن یعنی 33 درجه قرار می گیرد دوباره به حالت فتر در آمده و رگ را باز می کند... 4 سطح بال وسيع هواپیما موجب برخاستن و فرود آسان هواپیما میشود اما در سرعت های بسیار زیاد ( بیشتر از سرعت صوت بعنوان عاملی مزاحم ، مقاومت زیادی ایجاد میکند و باعث افزایش نیروی مقاومت هوا می شود. امروزه با ورود مواد و سیستمهای هوشمند به صنایع هوایی و ساخت بال های قابل جمع شدن میتوان نیروی مقاومت هوا را در سرعتهای زیاد کاهش داد.

چند سازه یا کامپوزیت: انسانها از دیرباز در جستوجوی روشهایی برای تولید موادی مفید و سودمند در زندگی بوده اند کامپوزیت یا چند سازهها عبارت است از ترکیب فیزیکی دو ماده با خواص متفاوت. قسمت زمینه و قسمت تقویت کننده قسمت زمینه ماده اول که در بعضی از خواص خود نقش دارد و ماده تقویت کننده که ماده اول اضافه میشود تا خواص آن به بهبود یابد. در واقع در چند سازهها برای اینکه خواص یک ماده بد را برطرف کنند ماده دیگری را که مکمل خاص ماده ای اولیه است به آن می افزایند و خواص و ویژگی خاصی در آنها تقویت شده است چند سازهها موادی هستند که مرکب از دو یا چند ماده کخ خواص ترکیبی همه چند ماده را دارا هستند به عنوان نمونه : 1- افزودن مقداری آهک به گل سبب افزایش استحکام آن میشود از این رو در ساخت بناهای خشتی از آن استفاده میکردند کاهگل ماده مخلوط از کاه و گل است که در گذشته از مواد اصلی خانه سازی در ایران بوده است . در قدیم ابتدا برای ساختن خانه از گل استفاده می کردند. اما چون گل بعد از خشک شدن ترک میخورد مقداری گاه به آن می افزودند تا حفره ها را پر کند و مانع از ترک خوردن گل شود در واقع گل به تنهایی و پس از خشک شدن ترک می خورد و گاه با خواص ارتجاعی خود این نقص را برطرف میکند بنابراین از آن مقداری به گل می ا افزایند. -2 کربن (زغال) نافلزی سیاه رنگ و نرم است که نازکی از آن بر جای می ماند. در نتیجه از کربن با کشیدن روی کاغذ با سنگ به آسانی لایه برای تولید مغز مداد استفاده می شود؛ اما نرمی زیاد آن مشکلاتی را در ساخت مداد و نوشتن با آن ایجاد میکند. تجربه نشان میدهد که افزودن مقداری خاک رس به کربن سبب بیشتر شدن سختی آن می شود به طوری که هر چه مقدار خاک رس بیشتر باشد سختی مغز مداد بیشتر خواهد شد. -3 پر کاربردترین چندسازه فایبر گلاس است که در آن الیاف شیشه با پلاستیکی خاص به شکل چتر بر میگردد. از فایبرگلاس برای ساخت بدنه خودروها ، قایق های تندرو ، کلاه ایمنی موتورسواران و غیره استفاده می شود