ADMIN The Empire
الرتبة : ادارة الموقع عدد المساهمات : 1203 Level : 2104 Like : 5 تاريخ الميلاد : 29/05/1988 تاريخ التسجيل : 20/12/2010 العمر : 35 المزاج : مزاج طبيب أسنان ممارس
| موضوع: خصائص المادة المثارة 11/08/13, 04:54 am | |
| خصائص المادة المثارة - اقتباس :
- · الجهد والإجهاد.
· الانتشار. · الالتصاق والارتباط. · الارتباط الميكانيكي. · طاقة السطح. · الطلي- الترطيب. · زاوية التماس. الجهد والإجهاد Stress and Strain: · تتعلق المسافة بين الذرية بحقول الكهرباء الساكنة للإلكترونات. · عندما تقترب إحدى الذرات من نظيرتها فإنها ستدفع عبر شحنات الكتروناتها. · بالمقابل فإن قوى التجاذب ستحفظ الذرات من التنافر و الانفصال. · بالتالي فإن ذرات مادة ما تبقى مجتمعة بوضعية محددة طالما كانت القوى الجاذبة والنابذة المؤثرة متساوية في المقدار ومتخالفة في الاتجاه. · يدعى هذا الوضع بـ التوازن الطبيعي للذرات. · وضع الذرات الطبيعي المتوازن يمكن أن يتغير من خلال تطبيق قوة ميكانيكية. o مثلا ً: يمكن زيادة المسافة بين الذرية بتطبيق قوة شد على مادة ما. · عندما تقاس القوة المؤثرة في منطقة فهذا يدعى الجهد. · التغير في أبعاد المادة يدعى الإجهاد. · فالجهد هو القوة المطبقة، والإجهاد هو التغيرات الناتجة في الشكل. · عندما تتغير المسافة بين الذرية عن وضعية التوازن ينشأ الجهد والإجهاد. · عند تطبيق قوة سحب تؤدي إلى تباعد بين الذرات متجاوزة القوة الناجمة عن الجذب بين الذري: o انفصال الذرات عن بعضها. o تكسر الروابط الجامعة للذرات. · يمكن أن ينجم الإجهاد عن قوة الضغط ولكنه في هذه الحالة سيكون محدودا ً. o عند اقتراب الذرات من بعضها لمسافة أقل من المسافة بين الذرية الطبيعية. o ستتولد زيادة مفاجئة في الطاقة.
الانتشار Diffusion: خصائص الانتشار: · تتواجد ظاهرة انتشار الجزيئات في الغازات والسوائل والأجسام الصلبة. · تكون الذرات المؤلفة لشبكة فراغية ما في حالة اهتزاز مستمرة. · ترتبط الطاقة الحركية الوسطية للاهتزاز لكامل البلورة بدرجة الحرارة المطلقة أو الطبيعية. o درجة الحرارة المطلقة: توقف الاهتزاز بسبب لوضع الذرات في مركز الاهتزاز مسببة سكون المادة وانعدام الطاقة الحركية الداخلية. o بدرجة الحرارة الطبيعية: يختلف مقدار الطاقة الحركية لذرات المادة حسب مواصفات كل ذرة. · يمكن أن تملك بعض الذرات مقدار أكبر من الطاقة (اهتزاز أوسع) من غيرها. · يمكن أن تسبب في تغير اهتزاز الذرات الأقل طاقة وبالتالي تغير مكانها ضمن الشبكة الفراغية. · الطاقة التي تحتاجها هذه الذرات من أجل القيام بالتحريك أو الانتشار طاقة التنشيط. o الانتشار الذاتي: قدرة الذرات حتى في الأجسام الصلبة وفي ظروف التوازن على تغيير مكانها. o الانتشار الذاتي مهمل القيمة. أسباب حدوث الانتشار: · يمكن أن يحدث الانتشار لإحداث التوازن. o ميل جزيئات السكر في محلول ما للانتشار من أجل تأمين تركيز متساو. o كذلك تفعل الذرات في معدن ما. · يمكن أن يحدث الانتشار لرفع تركيز موجه للذرات بعيدا ً عن التوازن. o ماء مشبع بالسكر/ تجمع جزيئات السكر/ تبلور السكر خارج المحلول. o كمية كبيرة من ذرات النحاس ضمن خلطة صلبة من النحاس والفضة ستولد فرط إشباع لذرات النحاس التي ستتجمع وبالتالي ستترسب. معدل الانتشار في مادة ما يتعلق بعدة عوامل: · الحرارة- ازدياد الحرارة بسبب ازدياد الانتشار. · حجم الذرة- كلما صغرت الذرة انخفضت طاقة التنشيط. · الارتباط بين الذري وبين الجزيئي. · تشوهات الشبكة الفراغية. · الظواهر والعوامل المحيطية.
سمات ثابت الانتشار: · تمتلك الأوساط المختلفة (عنصر أو مركب أو بلورة ما) معدلات انتشار مختلفة تميز كلا ً منها ويدعى ثابت الانتشار D ، وهو مقدار الانتشار الحاصل في: o امتداد وحدة مساحة معينة (1 سم2). o بوحدة ثخانة معينة (1 سم). o خلال وحدة زمنية معينة (1 ثانية). · ثابت فيزيائي مناظر للمعدل الخطي للتمدد الحراري أو معامل الناقلية الحرارية أو معامل المرونة. · معامل الانتشار عند معظم الأجسام الصلبة البلورية منخفض جدا ً (بطيء) بدرجة حرارة الغرفة. · يمكن أن تتغير هذه المواصفات عند التسخين إلى درجات عالية من الحرارة مثل المعدن. · معامل الانتشار عند المواد غير المتبلورة يكون أكثر سرعة بدرجة حرارة الغرفة بسبب: o الطاقة العالية للمادة غير المتبلورة (غير المنتظمة). o السماح للجزيئات بالانتشار بأقل مقدار ممكن من طاقة التنشيط.
الالتصاق Adhesion والارتباط Bonding: الالتصاق: · تتجلى ظاهرة الالتصاق في العديد من الحالات: o التصاق مواد الترميم بالنسج السنية لحل ظاهرة التسرب الحفافي. o ثبات الأجهزة الصناعية إلى النسج الرخوة (يعتمد على الالتصاق بين الجهاز الصناعي واللعب من جهة، وبين اللعاب والنسج الرخوة من جهة أخرى). o ارتباط اللويحة الجرثومية إلى السن. · التعريف: القوة التي تسبب ارتباط عنصرين مع بعضهما عندما يوضعان في تماس صميمي. · نشوء انجذاب جزيئات أحد العناصر إلى جزيئات العنصر الآخر وبالتالي ارتباط سطحي للمادتين: o الالتصاق: انجذاب جزيئات غر متماثلة إلى بعضها. o الالتحام: انجذاب جزيئات متماثلة النوع إلى بعضها. o اللاصق: المادة أو الطبقة الرقيقة المضافة لإحداث الالتصاق. o الملتصق: المادة التي يعلق عليها اللاصق. الارتباط الميكانيكي Mechanical Bonding: سمات الارتباط الميكانيكي- التثبيت: · وسيلة بديلة من الانجذاب الجزيئي. · عياني: براغي أو دبابيس أو مناطق التثبيت. · مجهري: نفوذ اللاصق ضمن التعرجات المجهرية والشقوق والآبار على سطح العنصر. · يتم استخدام لاصق سائل أو نصف لزج نظرا ً لسهولة نفوذه ضمن التعرجات أو النتوءات السطحية. o يؤمن اللاصق بعد تصلبه نتوءات متعددة ومنطمرة ضمن سطح الملتصق. o يشكل أساس الارتباط الميكانيكي أو التثبيت. · أمثلة: o تثبيت الحشوات المصبوبة. o تقنية التخريش الحمضي- تثبيت ميكانيكي وليس ارتباط كيميائي (ذري أو جزيئي). § يؤمن ارتباط الحشوة المرممة إلى بنية السن. § يقلل من إمكانية التسرب الحفافي. طاقة السطح Surface Energy: الخصائص العامة: · عند تماس مادتين مع بعضهما تميل سطوحهما إلى الانجذاب إلى بعضها. · الالتصاق عند سطح التماس بغض النظر عن حالة كل من المادتين (صلبة- سائلة- غازية). · التصاق غازين غير وارد بسبب عدم وجود سطح التحام. · تكون الطاقة على سطح الجسم الصلب أكبر منها في داخله- حالة الشبكات الفراغية. · صفات الذرات ضمن الشبكة: o المسافات بين الذرية متساوية. o منجذبة إلى بعضها بشكل متساو. o الطاقة الداخلية في حدها الأصغري. · صفات الذرات الأكثر سطحية: o لا تكون منجذبة بشكل متساو في جميع الاتجاهات لأنها تملك عدد غير متوازن من الذرات المتجاورة. o المسافات بين الذرية غير متساوية أو غير متماثلة. o توليد روابط غير مشبعة. o توليد طاقة سطحية (الطاقة أعظم). · صفات الذرات السطحية: o تنجذب إلى الذرات تحت الطبقة السطحية. o تنجذب بشدة إلى مجاوراتها من الذرات السطحية مما يخلق ظاهرة التوتر السطحي. o تنجذب إلى ذرات المادة المجاورة أو الملاصقة. أمثلة تطبيقية: · الالتصاق هو انجذاب للذرات غير المتماثلة من مادتين مختلفتين على امتداد سطح الالتحام بينهما. · يمكن أن تنجذب (تمتص) جزيئات الأكسجين إلى الذهب والفضة والبلاتين: o الذهب: ارتباط ثانوي- فيزيائي- قوى فاندر فالس- قوى ارتباط بين جزيئية. o الفضة: ارتباط أولي- كيميائي- امتصاص كيميائي (تشكل رابطة كيميائية بين اللاصق والملتصق مثل تشكيل طبقة رقيقة من الأكسيد على سطح المعدن)- قوى ارتباط ضمن جزيئية. · الارتباط الفيزيائي- قوى فاندر فالس- يسبق الارتباط والامتصاص الكيميائي: o كلما نقصت المسافة بين اللاصق والملتصق كلما أصبحت الروابط الأولية أكثر فعالية. o ينحصر الامتصاص الكيميائي في الطبقة السطحية للاصق الموجود فيوق الملتصق. o تتأثر الطاقة السطحية والخصائص اللاصقة لجسم صلب سلبا ً عند تلوث سطحهما كما يحصل عند الادمصاص الغازي أو التأكسد. o كلما كانت الطاقة السطح لمادة ما أكثر كلما كانت قدرة الالتصاق أكبر.
الطلي- الترطيب Wetting: · لا يمكن إرغام سطحين صلبين على الالتصاق فيما بينهما حتى ولو كانا ناعمين عيانيا ً. o بسبب الخشونة السطحية لكل منهما على المستوى الذري والجزيئي. o ينحصر التماس في هذه الحالة على النقاط العليا من السطوح. § تشكل هذه المناطق نسبة مئوية صغيرة جدا ً من السطح الإجمالي. § عدم حصول الالتصاق نظرا ً لكون الانجذاب مهمل القيمة بسبب وجد مسافات بين جزيئات السطحين أكبر من 0.0007 سم. · تحسين الحالة باستخدام السائل. o يتدفق بين تعرجات السطح. o تأمين تماس على مساحة كبيرة من سطح الجسم الصلب. o مثال: § لوحين زجاجيين بتماس مع بعضهما- ميل ضعيف للالتصاق. § لوحين زجاجيين بينهما طبقة رقيقة من الماء- صعوبة بالغة في فصل اللوحين. § الطاقة السطحية للزجاج كبيرة بما يكفي لجذب جزيئات الماء. خصائص السائل: · سهولة التدفق على كامل السطح الصلب ! التصاق على السطح الصلب (الترطيب). · عندما لا يرطب السائل اللاصق السطح الملصوق بشكل جيد بسبب طاقته السطحية المنخفضة فإن الالتصاق بين السائل والسطح الملتصق يكون مهملا ً. · عند وجود ترطيب جيد وحقيقي للسطح لا يمكن الالتصاق أن يفشل. o يمكن أن يحدث الفشل ضمن السطح الصلب نفسه أو ضمن اللاصق نفسه. o لا يحدث ضمن منطقة تماس الجسم الصلب مع اللاصق. العوامل المؤثرة في قدرة اللاصق على ترطيب السطح الملصوق: نظافة السطح الملصوق: · يخفض التلوث من الطاقة السطحية مما يؤدي إلى منع عملية الطلي من قبل اللاصق. o وجود طبقة رقيقة من الماء يخفض الطاقة السطحية للجسم الملصق وبالتالي تمنع طليه من قبل اللاصق. o تثبط طبقة الأكسيد على سطح المعدن تماس اللاصق على هذا المعدن. طاقة السطح الملصوق: · كلما كانت منخفضة كان من الصعب ترطيبها. o يمكن أن تستخدم عمدا ً لمنع الترطيب في بعض التطبيقات. o مثال بعض الراتنجات التركيبية Teflor التي تمنع التصاق أي مادة على سطح ما. · كلما كانت مرتفعة كان من السهل ترطيبها: o المعادن تتفاعل بنشاط مع اللواصق السائلة. خصائص اللاصق: · تتمتع أغلب السوائل العضوية بطاقة سطحية منخفضة نسبيا ً يسمح لها بالانتشار بحرية على السطوح الصلبة ذات الطاقة السطحية المرتفعة. العوامل الضرورية لتشكيل رابطة التصاق قوية: · ترطيب جيد. · قدرة السائل اللاصق على التصلب. · قابلية تشوه كافية من أجل إنقاص تراكم الجهود المرنة عند تشكل الرابطة. زاوية التماس Contact Angle: قياس الترطيب: · يتم تحديد مقدار امتداد اللاصق وطليه للسطح الملصوق عن طريق قياس زاوية التماس. · زاوية التماس: الزاوية المتشكلة بين اللاصق والسطح الملصوق عند سطح التحامهما. · أشكال زاوية التماس: o زاوية معدومة: § عندما تكون جزيئات اللاصق منجذبة إلى جزيئات السطح الملصوق بمقدار يعادل أو يفوق انجذابها إلى بعضها. § اللاصق السائل سينتشر بشكل كامل وبحرية على امتداد سطح الجسم الصلب. § لن يتشكل أي زاوية بينهما. § قوى التصاق اللاصق مع الجسم الصلب أكبر من قوى ارتباط جزيئات اللاصق مع بعضها. o زاوية طفيفة: § عند إنقاص طاقة السطح الملصوق عن طريق تلويثه الطفيف أو غير ذلك. o زاوية متوسطة: § عند تواجد طبقة رقيقة أحادية ممتصة من ملوث ما على كامل السطح. o زاوية كبيرة جدا ً: § عندما يكون السطح الصلب ذو طاقة سطح منخفضة مثل Teflor (ترطيب سيئ). ميزات زاوية التماس أو الالتحام: · معيار فعال لتحديد قابلية انتشار السائل أو قدرته على الترطيب. · كلما نقصت زاوية التماس: o لزوجة السائل منخفضة. o توتر سطحي للسائل منخفض. o تحسنت قدرة اللاصق على ملء تعرجات سطح الملتصق. · تأثير التعرجات المجهرية للسطوح الصلبة الناعمة عيانيا ً: o تشكل نقاط ضعف تمنع تحقيق الرابطة اللاصقة وديمومتها. o تشكل جيوب هوائية أثناء انتشار اللاصق. o تمنع الترطيب الكامل للسطح حتى لو كان اللاصق السائل يملك زاوية التحام منخفضة. o تساهم المناطق المتعرجة في تمزيق الرابطة اللاصقة. § تعرض الرابطة اللاصقة وبشكل دائم إلى التغيرات الحرارية والجهود الميكانيكية مؤدية إلى تركيز الجهود حول هذه الفراغات. § تتجاوز هذه الجهود عتبة معينة: الجهد الأساسي المطبق. § بدء تحطم الرابطة الملاصقة المجاورة لهذا الفراغ. § انتشار التحطم أو الصدع من جيب أو فراغ إلى آخر. § تحطم كامل الرابطة تدريجيا ً مثل السّحّاب.
ظاهرة الالتصاق والبنية السنية الالتصاق إلى بنية السن: · تطبيق خصائص زاوية التماس يمكن أن يحسن قابلية ترطيب الميناء والعاج. o نقصان قابلية الترطيب بعد التطبيق الموضعي لمحلول فلوري مائي. § السطح المينائي المعالج بالفلور يثبت مقدار أقل من القلح خلال فترة زمنية معينة (بسبب انخفاض طاقة السطح). § قدرة الفلور على إنقاص حدوث النخور السنية. v بفضل تشكيل سطح سني أكثر نظافة لمدة أطول. v إضافة إلى الآلية المعروفة للفلور في إنقاص قابلية الانحلال الحمضي للميناء. · المشاكل السريرية: o الطاقة السطحية عالية عند كثير من مواد الترميم (إضافة إلى خشونة السطح) مقارنة مع مادة السن. § ميل لتجمع اللويحة والفضلات على سطوح وحافات هذه الحشوات. § تساهم هذه الظاهرة ولو جزئيا ً في إحداث النخور الحفافية ذات نسبة الحدوث العالية. o الحساسية التالية لتطبيق الحشوة والنخور الناكسة وتشوه حواف الحشوة يمكن أن يعزى إلى الافتقار إلى الالتصاق بين الحشوة والسن. § الحاجة إلى تحسين ظاهرة الالتصاق. | |
|