Կոշտ նյութերի հետ դժվար է զբաղվել: Դրանք դժվար է կտրել, քերել և աղավաղել: Նրանց հետ նույնպես դժվար է աշխատել: Բայց որո՞նք են դրանք։
Կարծրությունը չափում է, թե որքանով է դիմացկուն պինդ նյութը տարբեր տեսակի մշտական ձևի փոփոխության նկատմամբ, երբ կիրառվում է սեղմման ուժ:
Որոշ նյութեր, ինչպիսիք են մետաղը, ավելի կոշտ են, քան մյուսները: Մակրոսկոպիկ կարծրությունը սովորաբար բնութագրվում է ամուր միջմոլեկուլային կապերով, սակայն պինդ նյութերի պահվածքը ուժի տակ բարդ է. Հետևաբար, կան կարծրության տարբեր չափումներ՝ քերծվածքային կարծրություն, ներքևի կարծրություն և հետադարձ կարծրություն:
Այս հոդվածում ես կբացատրեմ, թե ինչ են կոշտ նյութերը և ինչպես են դրանք օգտագործվում շինարարության և այլ ոլորտներում:
Այս գրառման մեջ մենք կլուսաբանենք.
Ի՞նչ է իրականում նշանակում «կոշտ նյութ» տերմինը:
Երբ մենք խոսում ենք կոշտ նյութերի մասին, մենք վերաբերում ենք որոշակի տեսակի նյութին, որն ունի հետևողական հատկություն՝ դժվար կտրել, քերել կամ աղավաղել: Կոշտ նյութի սահմանումը տվյալների կամ տեղեկատվության մի շարք չէ, որը կարելի է գտնել մեկ փաստաթղթում կամ փաստաթղթերի շարքում: Փոխարենը, այն պահանջում է մեթոդների և ուղեցույցների հատուկ շարք՝ տվյալ նախագծի կամ պեղումների համապատասխան պահանջներին համապատասխանելու համար:
Ինչպե՞ս է չափվում կարծրությունը:
Նյութի կարծրությունը թելադրված է նրա բյուրեղային կառուցվածքով, որը կանոնավոր է և հաճախ բավականին «սերտ»: Սա ճիշտ է ադամանդի, ապակու և այլ կոշտ նյութերի համար: Կոշտությունը չափվում է մի շարք ստանդարտ մեթոդների միջոցով, որոնք ցույց են տալիս դիմադրության մակարդակը, որը նյութը պետք է պատռվի, քերծվի կամ կտրվի: Կոշտությունը չափելու որոշ մեթոդներ ներառում են.
- Մոհսի սանդղակը, որը նյութի կարծրությունը գնահատում է 1-ից 10 սանդղակով
- Ռոքվելի սանդղակը, որը չափում է ադամանդի ծայրով ներծծված անցքերի խորությունը
- Վիկերսի սանդղակը, որը չափում է ադամանդի ծայրով մատնաչափով արված խորշի չափը
Ինչպես են պատրաստվում կոշտ նյութերը
Կոշտ նյութերը հաճախ պատրաստվում են տարբեր մեթոդների կիրառմամբ՝ կախված կոնկրետ նյութից և նախագծի պահանջներից: Կոշտ նյութերի պատրաստման համար օգտագործվող որոշ ընդհանուր մեթոդներ ներառում են.
- Կտրում ադամանդի սղոցով
- Մանրացում ադամանդագործով
- Աղավաղում
- Քիմիական փորագրություն
Նշանակված սահմանաչափերի և դրույթների համաձայնագրեր
Կոշտ նյութերի հետ աշխատելիս կարևոր է նշել, որ կարող են լինել սահմանված սահմանափակումներ կամ պայմանագրեր, որոնք սահմանում են, թե ինչպես պետք է մշակվի կամ պատրաստվի նյութը: Օրինակ, կարող են լինել որոշակի պեղումների վայրում թույլատրվող ջրահեռացման քանակի սահմանափակումներ, կամ կարող են լինել պայմանագրեր, որոնք պահանջում են որոշակի տեսակի կոշտ նյութի օգտագործում տվյալ նախագծի համար:
Կոշտ ընդդեմ փափուկ նյութերի. ինչն է դրանք առանձնացնում:
Կոշտ նյութերը բնութագրվում են իրենց ամուր բնույթով և դեֆորմացման նկատմամբ բարձր դիմադրությամբ, մինչդեռ փափուկ նյութերը համեմատաբար հեշտ են դեֆորմացվում և ձևափոխվում: Կոշտ նյութերի որոշ սովորական օրինակներ ներառում են պողպատ, բետոն և շաղախ, մինչդեռ ռետինն ու արծաթը փափուկ նյութերի օրինակներ են:
Մագնիսական հատկություններ
Կոշտ և փափուկ նյութերի ևս մեկ հիմնական տարբերությունը նրանց մագնիսական հատկությունների մեջ է: Կոշտ նյութերը, ինչպիսիք են մշտական մագնիսները, ունեն բարձր ճնշում և կարող են մագնիսացվել՝ ուժեղ մագնիսական դաշտ առաջացնելու համար: Փափուկ նյութերը, մյուս կողմից, ունեն ցածր ճնշում և կարող են հեշտությամբ ապամագնիսացվել:
Մագնիսացման հանգույց
Մագնիսացման օղակը գրաֆիկ է, որը ցույց է տալիս մագնիսական դաշտի և նյութի մագնիսացման հարաբերությունները: Կոշտ նյութերն ունեն նեղ հիստերեզի հանգույց, ինչը ցույց է տալիս բարձր հարկադրականություն և ուժեղ մագնիսացում, մինչդեռ փափուկ նյութերն ունեն հիստերեզի լայն օղակ, ինչը ցույց է տալիս ցածր հարկադրականություն և թույլ մագնիսացում:
Ատոմային կառուցվածք
Նյութի ատոմային կառուցվածքը նույնպես դեր է խաղում նրա կարծրությունը որոշելիս։ Կոշտ նյութերը սովորաբար ունեն բարձր կարգի ատոմային կառուցվածք՝ ատոմներով դասավորված կանոնավոր օրինակով: Փափուկ նյութերը, մյուս կողմից, ունեն ավելի անկարգ ատոմային կառուցվածք, ատոմները դասավորված են կիսապատահական ձևով։
Օգտագործում
Կոշտ և փափուկ նյութերի հատկությունները դրանք հարմար են դարձնում տարբեր կիրառությունների համար: Կոշտ նյութերը հաճախ օգտագործվում են շինարարության և արտադրության մեջ, որտեղ ուժն ու ամրությունը կարևոր են: Մյուս կողմից, փափուկ նյութերը հաճախ օգտագործվում են այնպիսի ծրագրերում, որտեղ շարժում և ճկունություն է պահանջվում, օրինակ՝ հագուստի և կոշիկի մեջ:
Ձայնային հատկություններ
Կոշտ նյութերը նաև հակված են հնչյունավոր լինելու, ինչը նշանակում է, որ հարվածի ժամանակ նրանք զանգի ձայն են արտադրում: Դա պայմանավորված է նրանով, որ կոշտ նյութերի ատոմները սերտորեն փաթեթավորված են և կարող են հեշտությամբ թրթռալ: Փափուկ նյութերը, մյուս կողմից, ձայնային չեն և հարվածի ժամանակ զանգի ձայն չեն տալիս:
Ուսումնասիրելով կոշտ նյութերի հսկայական աշխարհը
Կոշտ նյութերը պինդ նյութեր են, որոնք չեն կարող հեշտությամբ դեֆորմացվել կամ ձևափոխվել: Դրանք պարունակում են ատոմներ, որոնք կոմպակտ դասավորված են կանոնավոր բյուրեղային կառուցվածքով, ինչը նրանց տալիս է իրենց յուրահատուկ հատկությունները։ Նյութի կարծրությունը որոշվում է քերծվելուն, կտրատվելուն կամ քերծվելուն դիմակայելու ունակությամբ:
Տարբերությունները կոշտ և փափուկ նյութերի միջև
Կոշտ և փափուկ նյութերի միջև տարբերությունները հսկայական են: Հիմնական տարբերություններից մի քանիսը ներառում են.
- Կոշտ նյութերը ամուր են և չեն կարող հեշտությամբ դեֆորմացվել կամ ձևափոխվել, մինչդեռ փափուկ նյութերն ավելի ճկուն են և կարող են հեշտությամբ ձևավորվել կամ ձևավորվել:
- Կոշտ նյութերը սովորաբար ավելի դիմացկուն և երկարակյաց են, քան փափուկ նյութերը:
- Կոշտ նյութերը հաճախ օգտագործվում են այնպիսի ծրագրերում, որտեղ ուժն ու ամրությունը կարևոր են, մինչդեռ փափուկ նյութերը հաճախ օգտագործվում են այնպիսի ծրագրերում, որտեղ հարմարավետությունն ու ճկունությունն ավելի կարևոր են:
Հարմարեցված կոշտ նյութեր
Կոշտ նյութերի կարևոր կողմն այն է, որ դրանք կարող են հարմարեցվել հատուկ կարիքներին համապատասխան: Օրինակ՝ նյութի բյուրեղային կառուցվածքը փոխելով՝ հնարավոր է փոխել դրա կարծրությունը, ամրությունը և այլ հատկություններ։ Սա ինժեներներին և գիտնականներին հնարավորություն է տալիս ստեղծել նյութեր, որոնք հարմարեցված են հատուկ կիրառություններին:
Կոշտ նյութերի հասանելիություն
Կոշտ նյութերի հասանելիությունը կարող է մարտահրավեր լինել, քանի որ դրանք հաճախ պարունակվում են երկրի կամ այլ բնական նյութերի ներսում: Այնուամենայնիվ, տեխնոլոգիայի առաջընթացը հեշտացրել է այդ նյութերի հայտնաբերումն ու արդյունահանումը: Օրինակ, հանքարդյունաբերության մեթոդները մեզ հնարավորություն են տալիս մուտք գործել կոշտ նյութեր, ինչպիսիք են ադամանդը և երկաթը, որոնք ժամանակին դժվար էր հասնել:
Կարծրության հարցը
Կարծրության հարցը կարևոր է շատ տարբեր ոլորտներում: Հասկանալով կոշտ նյութերի հատկությունները, մենք կարող ենք ստեղծել ավելի ամուր, ավելի դիմացկուն կառուցվածքներ, մշակել նոր կտրող գործիքներ և հղկող նյութեր և ստեղծել հարմարեցված նյութեր հատուկ կիրառությունների համար: Անկախ նրանից՝ դուք գիտնական եք, ինժեներ կամ պարզապես հետաքրքրված եք ձեզ շրջապատող աշխարհով, կոշտ նյութերի ուսումնասիրությունը, անկասկած, կտա բազմաթիվ պատասխաններ և պատկերացումներ:
Նյութեր, որոնք կարող են վերածվել պինդ կոշտ նյութերի
Որոշ բնական տարրեր վերամշակման միջոցով ունեն պինդ կոշտ նյութերի վերածվելու հատկություն։ Օրինակ:
- Երկաթը կարող է վերամշակվել կոփված պողպատի, որն ունի կարծրության և ամրության բարձր մակարդակ։
- Բորը կարող է վերամշակվել բորի կարբիդի մեջ, որը մարդուն հայտնի ամենադժվար նյութերից է։
- Արծաթը կարող է վերամշակվել որպես հարգի արծաթ, որն ավելի կոշտ է, քան մաքուր արծաթը։
Անհատականացված բանաձևեր
Որոշ նյութեր կարող են հարմարեցվել բանաձևերի միջոցով, որպեսզի կարողանան դիմակայել մաշվածությանը, պատռվելուն, քերծվածքներին և կտրմանը: Օրինակ:
- Հավանգը կարելի է խառնել տարբեր տարրերի հետ՝ յուրահատուկ հատկություններով կոնկրետ արտադրանք ստեղծելու համար:
- Ռետինը կարող է մշակվել՝ բարձր կարծրությամբ և ամրությամբ արտադրանք ստեղծելու համար:
Պահված էներգիա
Որոշ նյութեր ունեն էներգիա կուտակելու հատկություն, ինչը թույլ է տալիս դրանք վերածվել կոշտ նյութի։ Օրինակ:
- Սառույցը կարող է դեֆորմացվել և ձևափոխվել՝ դրա ներսում կուտակված էներգիայի շնորհիվ ստեղծելու կոշտ նյութ:
- Քվարցը կարող է քերծվել՝ դրա ատոմներում պարունակվող էներգիայի շնորհիվ ձայնային նյութ ստեղծելու համար:
Ժամանակակից վերամշակում
Մշակման ժամանակակից տեխնիկան թույլ է տալիս փափուկ նյութերը վերածել կոշտ նյութերի: Օրինակ:
- Տարբեր տեսակի մետաղներ կտրելը և ձևավորելը կարող է ստեղծել տարբեր մակարդակների կարծրության և ամրության արտադրանք:
- Կոփում կոչվող գործընթացի միջոցով ապակին կարող է վերածվել կոշտ նյութի:
Հսկայական օգտագործումը և կոշտ նյութերի նկատմամբ օրինական հետաքրքրությունը հանգեցրել են հոդվածների և վաճառողների բանկի ստեղծմանը, որոնք համաձայնում են կիսվել իրենց գիտելիքներով և կարգավորումներով: Մաշվածությանը, պատռվելուն, քերծվածքին և կտրվածքին դիմակայելու ունակությունը կոչվում է կարծրություն, և դա մի հատկություն է, որը մեծ պահանջարկ է վայելում տարբեր ոլորտներում:
Եզրափակում
Այսպիսով, դուք ունեք այն. կոշտ նյութերն այն նյութերն են, որոնք դժվար է կտրել, քերել կամ աղավաղել: Նրանք ունեն տվյալների տվյալների մեկ հավաքածու՝ սովորական հավաքածուի մեթոդներ պահանջելու փոխարեն: Դրանք համապատասխանում են ծրագրի համապատասխան պահանջներին, և պեղումների կարծրությունը կարող է չափվել Մոհսի, Ռոքվելի և Վիկերսի սանդղակի միջոցով: Կոշտ նյութերը կարևոր են շինարարության և արտադրության համար և կարող են օգտագործվել կարծրության և ամրության համար: Դրանք նաև օգտագործվում են հարմարավետության և ճկունության համար, ուստի դուք պետք է ուսումնասիրեք կոշտ նյութերի հսկայական աշխարհը:
Ես Joost Nusselder-ն եմ՝ Tools Doctor-ի հիմնադիրը, բովանդակության շուկայավարը և հայրիկը: Ես սիրում եմ փորձել նոր սարքավորումներ, և ես իմ թիմի հետ միասին 2016 թվականից ստեղծում եմ բլոգի խորը հոդվածներ՝ օգնելու հավատարիմ ընթերցողներին գործիքների և արհեստագործական խորհուրդների հարցում:
