Структурные характеристики и физические свойства материалов

Основные структурные характеристики материала, во многом определяющие его свойства, - это плотность и пористость. Поры - воздушные ячейки в самом веществе, из которого состоит материал; пустоты - воздушные полости между отдельными частицами материала. Физические свойства материала характеризуют его поведение под воздействием физических факторов, моделирующих воздействие внешней среды и условия работы материала (действие воды, высоких и низких температур и т. п.).

Средняя плотность pm материала (далее мы будем называть ее плотностью) - физическая величина, определяемая отношением массы m материала ко всему занимаемому им объему V, включая имеющиеся в них поры и пустоты: pm = m/V. Следовательно, плотность материала меняется в зависимости от его структуры. Поэтому искусственные материалы можно получать с заданной (требуемой) плотностью, изменяя их структуру.

Истинная плотность p материала характеризуется массой единицы объема материала, причем имеется в виду объем только твердого вещества, из которого состоит материал Vтв без учета объема пор и пустот: р = m/Vтв. Иными словами, истинная плотность - это плотность вещества, из которого состоит материал.

У непористых материалов (стекло, сталь, битум) средняя плотность равна истинной.

Истинная плотность каждого вещества - постоянная характеристика (физическая константа), которая не может быть изменена, как средняя плотность материала, без изменения его химического состава или молекулярной структуры. Значения истинной плотности вещества зависят в основном от его химического состава, и у материалов с близким химическим составом они различаются незначительно.

Пористость - степень заполнения объема материала порами: П = [(V - Vтв)/V] 100 %. Обычно пористость рассчитывают, исходя из средней и истинной плотности: П=