Хатуу материалтай ажиллахад хэцүү байдаг. Тэдгээрийг зүсэх, хусах, гажуудуулахад хэцүү байдаг. Тэдэнтэй ажиллахад бас хэцүү байдаг. Гэхдээ тэд юу вэ?
Хатуулаг гэдэг нь шахалтын хүч хэрэглэх үед хатуу биет янз бүрийн хэлбэрийн байнгын өөрчлөлтөд хэр тэсвэртэй болохыг илэрхийлдэг хэмжүүр юм.
Металл гэх мэт зарим материал нь бусдаас илүү хатуу байдаг. Макроскопийн хатуулаг нь ерөнхийдөө хүчтэй молекул хоорондын холбоогоор тодорхойлогддог боловч хатуу материалын үйл ажиллагаа нь нарийн төвөгтэй байдаг; тиймээс хатуулгийн янз бүрийн хэмжүүрүүд байдаг: зураасны хатуулаг, доголын хатуулаг, буцах хатуулаг.
Энэ нийтлэлд би хатуу материал гэж юу болох, тэдгээрийг барилгын болон бусад салбарт хэрхэн ашигладаг талаар тайлбарлах болно.
Энэ нийтлэлд бид дараахь зүйлийг авч үзэх болно.
"Хатуу материал" гэсэн нэр томъёо нь үнэндээ юу гэсэн үг вэ?
Бид хатуу материалын тухай ярихдаа зүсэх, хусах, гажуудуулах зэрэг тогтвортой шинж чанартай тодорхой төрлийн материалыг хэлдэг. Хатуу материалын тодорхойлолт нь нэг баримт бичиг эсвэл цуврал баримт бичгээс олж болох нэг багц өгөгдөл, мэдээлэл биш юм. Үүний оронд тухайн төсөл эсвэл малталтын холбогдох шаардлагад нийцүүлэхийн тулд тусгайлсан багц арга, удирдамжийг шаарддаг.
Хатуулаг хэрхэн хэмжигддэг вэ?
Бодисын хатуулаг нь түүний талст бүтцээр тодорхойлогддог бөгөөд энэ нь тогтмол бөгөөд ихэвчлэн нэлээд "нягт" байдаг. Энэ нь алмааз, шил болон бусад хатуу материалын хувьд үнэн юм. Хатуулаг нь материалыг урах, хусах, зүсэх зэрэгт үзүүлэх эсэргүүцлийн түвшинг харуулсан стандарт аргуудыг ашиглан хэмждэг. Хатуу байдлыг хэмжихэд ашигладаг зарим аргууд нь:
- Материалын хатуулгийг 1-ээс 10 хүртэлх оноогоор үнэлдэг Mohs масштаб
- Роквеллийн хэмжүүр нь алмаазан үзүүртэй доголын гүнийг хэмждэг.
- Викерсийн хэмжүүр нь алмаазан үзүүртэй доголын хэмжээг хэмждэг
Хэрхэн хатуу материал бэлтгэдэг вэ
Хатуу материалыг ихэвчлэн тухайн материал, төслийн шаардлагаас хамааран янз бүрийн аргыг ашиглан бэлтгэдэг. Хатуу материалыг бэлтгэхэд ашигладаг нийтлэг аргууд нь:
- Алмазан хөрөө ашиглан зүсэх
- Алмазан бутлуураар нунтаглах
- Элс түймэр
- Химийн сийлбэр
Зориулалтын хязгаар ба заалтын гэрээ
Хатуу материалтай ажиллахдаа материалыг хэрхэн боловсруулах, бэлтгэх талаар заасан хязгаарлалт эсвэл заалтын гэрээ байж болохыг анхаарах нь чухал юм. Жишээлбэл, тодорхой малталтын талбайд ус зайлуулах хэмжээг хязгаарлах, эсвэл тухайн төсөлд зориулж тодорхой төрлийн хатуу материалыг ашиглахыг шаарддаг заалтуудын гэрээ байж болно.
Хатуу болон зөөлөн материал: Тэднийг юугаараа ялгадаг вэ?
Хатуу материал нь хатуу шинж чанар, хэв гажилтыг эсэргүүцэх чадвараараа тодорхойлогддог бол зөөлөн материал нь хэв гажилт, хэлбэрийг өөрчлөхөд харьцангуй хялбар байдаг. Хатуу материалын зарим нийтлэг жишээнд ган, бетон, зуурмаг ордог бол резин, мөнгө нь зөөлөн материалын жишээ юм.
Соронзон шинж чанарууд
Хатуу ба зөөлөн материалын өөр нэг гол ялгаа нь тэдний соронзон шинж чанарт оршдог. Байнгын соронз гэх мэт хатуу материалууд нь өндөр албадлагатай бөгөөд соронзжуулж хүчтэй соронзон орон үүсгэдэг. Харин зөөлөн материал нь албадлагын чадвар багатай тул соронзгүйдэлд амархан ордог.
Соронзлох гогцоо
Соронзлох гогцоо нь материалын соронзон орон ба соронзлолын хоорондын хамаарлыг харуулсан график юм. Хатуу материал нь нарийн гистерезисийн гогцоотой бөгөөд энэ нь өндөр албадлага, хүчтэй соронзлолыг илтгэдэг бол зөөлөн материал нь гистерезисийн өргөн гогцоотой байдаг нь бага албадлага, сул соронзлолыг илтгэнэ.
Атомын бүтэц
Материалын атомын бүтэц нь түүний хатуулгийг тодорхойлоход чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Хатуу материалууд нь ихэвчлэн өндөр эмх цэгцтэй атомын бүтэцтэй байдаг бөгөөд атомууд нь ердийн хэв маягаар байрладаг. Харин зөөлөн материал нь илүү эмх замбараагүй атомын бүтэцтэй, атомууд нь хагас санамсаргүй байдлаар байрладаг.
хэрэглээ
Хатуу, зөөлөн материалын шинж чанар нь тэдгээрийг янз бүрийн хэрэглээнд тохиромжтой болгодог. Барилга, үйлдвэрлэлд ихэвчлэн бат бөх, бат бөх чанар чухал байдаг хатуу материалыг ашигладаг. Харин зөөлөн материалыг ихэвчлэн хувцас, гутал гэх мэт хөдөлгөөн, уян хатан байдал шаардлагатай хэрэглээнд ашигладаг.
Sonorous Properties
Хатуу материал нь дуу чимээтэй байх хандлагатай байдаг тул цохих үед дуугарах чимээ гардаг. Учир нь хатуу материалд агуулагдах атомууд нь нягт савлагдаж, амархан чичирдэг. Харин зөөлөн материал нь дуу чимээ гаргадаггүй бөгөөд цохих үед дуугардаггүй.
Хатуу материалын өргөн уудам ертөнцийг судлах
Хатуу материал нь амархан хэв гажилт, хэлбэрээ өөрчлөх боломжгүй хатуу бодис юм. Тэдгээр нь ердийн талст бүтэцтэй нягт зохион байгуулалттай атомуудыг агуулдаг бөгөөд энэ нь тэдэнд өвөрмөц шинж чанарыг өгдөг. Бодисын хатуулаг нь түүнийг маажих, зүсэх, хусахыг эсэргүүцэх чадвараар тодорхойлогддог.
Хатуу ба зөөлөн материалын ялгаа
Хатуу ба зөөлөн материалын ялгаа асар их. Гол ялгаануудын зарим нь:
- Хатуу материал нь хатуу бөгөөд амархан хэв гажилт, хэлбэрийг өөрчлөх боломжгүй, харин зөөлөн материал нь илүү уян хатан бөгөөд амархан цутгаж, хэлбэржүүлж болно.
- Хатуу материал нь ихэвчлэн зөөлөн материалаас илүү бат бөх, удаан эдэлгээтэй байдаг.
- Хатуу материалыг ихэвчлэн бат бөх, бат бөх чанар чухал ач холбогдолтой хэрэглээнд ашигладаг бол зөөлөн материалыг ихэвчлэн тав тухтай, уян хатан байдал чухал байдаг.
Захиалгат хатуу материал
Хатуу материалын нэг чухал тал бол тэдгээрийг тусгай хэрэгцээнд нийцүүлэн өөрчилж болно. Жишээлбэл, материалын талст бүтцийг өөрчилснөөр түүний хатуулаг, хүч чадал болон бусад шинж чанарыг өөрчлөх боломжтой. Энэ нь инженер, эрдэмтдэд тусгай хэрэглээнд тохирсон материалыг бүтээх боломжийг олгодог.
Хатуу материалд хандах
Хатуу материалд хүрэх нь ихэвчлэн газар эсвэл бусад байгалийн материалд агуулагддаг тул бэрхшээлтэй байж болно. Гэсэн хэдий ч технологийн дэвшил нь эдгээр материалыг олох, олборлоход хялбар болгосон. Жишээлбэл, уул уурхайн техник нь бидэнд очир алмааз, төмөр зэрэг хатуу материалд хүрэх боломжийг олгодог.
Хатуу байдлын тухай асуулт
Хатуу байдлын асуудал нь олон янзын салбарт чухал асуудал юм. Хатуу материалын шинж чанарыг ойлгосноор бид илүү бат бөх, удаан эдэлгээтэй бүтцийг бий болгож, шинэ зүсэх хэрэгсэл, зүлгүүрийг боловсруулж, тусгай зориулалтын материалуудыг бий болгож чадна. Та эрдэмтэн, инженер эсвэл эргэн тойрныхоо ертөнцийг сонирхож байгаа эсэхээс үл хамааран хатуу материалыг судлах нь олон хариулт, ойлголтыг өгөх нь дамжиггүй.
Хатуу хатуу бодис болж хувирах материал
Байгалийн зарим элементүүд нь боловсруулалтын явцад хатуу хатуу материал болж хувирах чадвартай байдаг. Жишээлбэл:
- Төмрийг хатуулаг, бат бөх чанар өндөртэй, хатууруулсан ган болгон боловсруулж болно.
- Борыг боловсруулж бор карбид болгох боломжтой бөгөөд энэ нь хүний мэддэг хамгийн хатуу материалын нэг юм.
- Мөнгө нь цэвэр мөнгөнөөс илүү хатуу ширүүн мөнгө болгон боловсруулж болно.
Тохируулсан томъёо
Зарим материалыг элэгдэл, урагдах, маажих, зүсэх зэргийг эсэргүүцэхийн тулд томъёогоор тохируулж болно. Жишээлбэл:
- Зуурмагийг янз бүрийн элементүүдтэй хольж, өвөрмөц шинж чанартай бетонон бүтээгдэхүүнийг бий болгож болно.
- Өндөр хатуулаг, бат бөх чанар бүхий бүтээгдэхүүнийг бий болгохын тулд резинийг боловсруулж болно.
Хадгалагдсан энерги
Зарим материал нь эрчим хүчийг хуримтлуулах чадвартай бөгөөд энэ нь хатуу бодис болж хувирах боломжийг олгодог. Жишээлбэл:
- Мөс нь дотроо хуримтлагдсан энергийн улмаас хэлбэрээ өөрчилж, хатуу бодис үүсгэдэг.
- Кварцыг зурж, атомуудад агуулагдах энергийн улмаас дуут бодис үүсгэж болно.
Орчин үеийн боловсруулалт
Орчин үеийн боловсруулалтын техник нь зөөлөн материалыг хатуу бодис болгон хувиргах боломжийг олгодог. Жишээлбэл:
- Төрөл бүрийн металлыг огтолж, хэлбэржүүлснээр янз бүрийн хатуулаг, бат бөх чанар бүхий бүтээгдэхүүн бий болно.
- Ашиглах гэж нэрлэгддэг процессоор шилийг хатуу бодис болгон хувиргаж болно.
Хатуу материалын өргөн хэрэглээ, хууль ёсны сонирхол нь мэдлэг, тохиргоогоо хуваалцахыг зөвшөөрсөн нийтлэл, борлуулагчдын банкийг хөгжүүлэхэд хүргэсэн. Элэгдэл, урагдах, зураас, зүсэлтийг тэсвэрлэх чадварыг хатуулаг гэж нэрлэдэг бөгөөд энэ нь олон төрлийн салбарт эрэлт хэрэгцээтэй байдаг.
Дүгнэлт
Эндээс харахад хатуу материалууд нь зүсэх, хусах, гажуудуулахад хэцүү байдаг. Тэд өөрчлөн тохируулсан аргуудыг шаардахын оронд нэг багц мэдээллийн мэдээлэлтэй байдаг. Эдгээр нь төслийн дагуу холбогдох шаардлагад нийцэж байгаа бөгөөд малталтын хатуулгийг Mohs, Rockwell, Vickers зэрэг ашиглан хэмжиж болно. Хатуу материал нь барилгын болон үйлдвэрлэлийн ажилд чухал ач холбогдолтой бөгөөд хатуулаг, бат бөх чанарыг ашиглах боломжтой. Эдгээрийг бас тав тухтай, уян хатан байлгахад ашигладаг тул та хатуу материалын асар том ертөнцийг судлах хэрэгтэй.
Би бол Tools Doctor-ийн үүсгэн байгуулагч, контент маркетер, аав Жоост Нусселдер. Би шинэ тоног төхөөрөмж туршиж үзэх дуртай бөгөөд багийнхаа хамт 2016 оноос хойш үнэнч уншигчдад багаж хэрэгсэл, урлалын зөвлөмжөөр туслахын тулд блогийн дэлгэрэнгүй нийтлэлүүдийг бэлтгэж байна.
