Solido estas unu el la kvar fundamentaj statoj de materio (la aliaj estante likvaj, gaso, kaj plasmo).
Ĝi estas karakterizita per struktura rigideco kaj rezisto al ŝanĝoj de formo aŭ volumeno.
Male al likvaĵo, solida objekto ne fluas por akcepti la formon de sia ujo, nek ĝi disetendiĝas por plenigi la tutan volumenon havebla al ĝi like gaso faras.
La atomoj en solido estas malloze ligitaj al unu la alian, aŭ en regula geometria krado ( kristalkorpoj, kiuj inkludas metalojn kaj ordinaran glacion) aŭ neregule ( amorfa solido kiel ekzemple ofta glaco).
#000001
La branĉo de fiziko kiu traktas solidojn estas nomita solid-stataj fizikoj, kaj estas la ĉefbranĉo de densigita materiofiziko (kiu ankaŭ inkludas likvaĵojn).
Materiala scienco temas ĉefe pri la fizikaj kaj kemiaj trajtoj de solidoj.
Solidstata kemio temas aparte pri la sintezo de romanmaterialoj, same kiel la scienco de identigo kaj kemia kunmetaĵo.
#000002
2 Classes de solidoj 2.1
#000003
La atomoj, molekuloj aŭ jonoj kiuj ŝminksolidoj povas esti aranĝitaj en bonorda ripetanta padrono, aŭ neregule.
Materialoj kies eroj estas aranĝitaj en regula padrono estas konataj kiel kristaloj.
En kelkaj kazoj, la regula mendado povas esti daŭre nerompita super granda skalo, ekzemple diamantoj, kie ĉiu diamanto estas ununura kristalo.
Solidaj objektoj kiuj estas sufiĉe grandaj por vidi kaj pritrakti estas malofte kunmetitaj de ununura kristalo, sed anstataŭe estas faritaj de granda nombro da ununuraj kristaloj, konataj kiel kristalitoj, kies grandeco povas variigi de kelkaj nanometroj al pluraj metroj.
Tiaj materialoj estas nomitaj polikristalaj.
Preskaŭ ĉiuj komunaj metaloj, kaj multaj ceramikaĵo, estas polikristalaj.
#000004
En aliaj materialoj, ekzistas neniu longdistanca ordo en la pozicio de la atomoj.
Tiuj solidoj estas konataj kiel amorfaj solidoj;
ekzemploj inkludas polistirenon kaj vitron.
#000005
Ĉu solido estas kristala aŭ amorfa dependas de la materialo engaĝita, kaj la kondiĉoj en kiuj ĝi estis formita.
Solidoj kiuj estas formitaj per malrapida malvarmigo tendencos esti kristalaj, dum solidoj kiuj estas frostigitaj rapide estas pli supozeble amorfaj.
Same, la specifa kristalstrukturo adoptita per kristalkorpo dependas de la materialo engaĝita kaj de kiel ĝi estis formita.
#000006
Dum multaj komunaj objektoj, kiel ekzemple glacikubo aŭ monero, estas kemie identaj ĝenerale, multaj aliaj komunaj materialoj konsistas el kelkaj malsamaj substancoj pakitaj kune.
Ekzemple, tipa roko estas agregaĵo el pluraj malsamaj mineraloj kaj mineraloids, kun neniu specifa kemia kunmetaĵo.
Ligno estas natura organika materialo konsistanta ĉefe el celulozo fibroj enkonstruitaj en matrico de organika lignin.
En materiala scienco, kunmetaĵoj de pli ol unu ermaterialo povas esti dizajnitaj por esti dezirinta trajtojn.
#000007
La fortoj inter la atomoj en solido povas preni gamon da formoj.
Ekzemple, kristalo de natria klorido (kuirsalo) konsistas el jona natrio kaj kloro, kiuj estas tenitaj kune per jonaj obligacioj.
En diamanto [2] aŭ silicio, la atomoj dividas elektronojn kaj formajn kovalentajn obligaciojn.
En metaloj, elektronoj estas komunaj en metala ligado.
Kelkaj solidoj, precipe la plej multaj organikaj substancoj, estas tenitaj kune kun forto de Van-der-Waals rezultiĝantaj el la polusiĝo de la elektronika pagendaĵnubo sur ĉiu molekulo.
La malegalecoj inter la specoj de solida rezulto de la diferencoj inter ilia ligado.
#000008
Metaloj tipe estas fortaj, densaj, kaj bonaj direktistoj de kaj elektro kaj varmeco.
La plejparto de la elementoj en la perioda tabelo, tiuj maldekstren de diagonala linio kreita de boro ĝis polonio, estas metaloj.
Miksaĵoj de du aŭ pli da elementoj en kiuj la plej grava komponento estas metalo estas konataj kiel alojoj.
#000009
Homoj uzis metalojn por gamo da celoj ekde la pratempo.
La forto kaj fidindeco de metaloj kaŭzis ilian ĝeneraligitan uzon en konstruado de konstruaĵoj kaj aliaj strukturoj, same kiel en la plej multaj veturiloj, multaj aparatoj kaj iloj, pipoj, trafiksignoj kaj fervojaj trakoj.
Fero kaj aluminio estas la du plej ofte uzitaj strukturaj metaloj, kaj ili ankaŭ estas la plej abundaj metaloj en la krusto de la Tero.
Fero estas plej ofte uzita en la formo de alojo, ŝtalo, kiu enhavas ĝis 2.1% karbonon, igante ĝin multe pli dura ol pura fero.
#000010
Ĉar metaloj estas bonaj direktistoj de elektro, ili estas valoraj en elektraj aparatoj kaj por portado de elektra kurento inten longdistancoj kun malmulte da energiperdo aŭ disipado.
Tiel, elektraj elektroretoj dependas de metalkabloj por distribui elektron.
Hejme elektraj sistemoj, ekzemple, estas dratumitaj kun kupro por ĝiaj bonaj kondukaj trajtoj kaj facila maŝinprilaboreblo.
La alta varmokondukteco de la plej multaj metaloj ankaŭ igas ilin utilaj por forno-pintaj kuiradiloj.
#000011
La studo el metalaj elementoj kaj iliaj alojoj konsistigas signifan parton de la kampoj de solidstata kemio, fiziko, materiala scienco kaj inĝenieristiko.
#000012
Metalaj solidoj estas tenitaj kune per alta denseco de komuna, senlokigitaj elektronoj, konata kiel " metala ligado ".
En metalo, atomoj facile perdas siajn ekstremajn ("valento-") elektronojn, formante katjonojn.
La liberaj elektronoj estas disigitaj trans la tuta solido, kiu estas tenita kune firme per elektrostatikaj interagoj inter la jonoj kaj la elektronnubo.
La granda nombro da liberaj elektronoj donas al metaloj iliajn altajn valorojn de elektra kaj varmokondukteco.
La liberaj elektronoj ankaŭ malhelpas dissendon de videbla lumo, igante metalojn maldiafanaj, brilaj kaj brilsurfacaj.
#000013
Pli progresintaj modeloj de metaltrajtoj pripensas la efikon de la katjonoj-kernoj sur la senlokigitaj elektronoj.
Ĉar la plej multaj metaloj havas kristalan strukturon, tiuj jonoj estas kutime aranĝitaj en periodan kradon.
Matematike, la potencialo de la jonkernoj povas esti traktita fare de diversaj modeloj, la plej simplaj estaĵo la preskaŭ libera elektrono modelo.
#000014
Mineraloj estas nature okazantaj solidoj formitaj tra diversaj geologiaj procezoj [8] sub altaj aerpremoj.
Por esti klasifikita kiel vera mineralo, substanco havendaĵo kristalstrukturon kun unuformaj fizikaj trajtoj ĝenerale.
Mineraloj intervalas en kunmetaĵo de puraj elementoj kaj kuracherbo salas al tre kompleksaj silikatoj kun miloj da konataj formularoj.
En kontrasto, rok provaĵo estas hazarda agregaĵo el mineraloj kaj/aŭ mineraloidoj, kaj havas neniun specifan kemian kunmetaĵon.
La vasta plimulto de la ŝtonoj de la krusto de la Tero konsistas el kvarco (kristala SiO2), feldspato, glimo, klorito, kaolino, kalcito, epidote, olivino, aŭgito, hornblendo, magnetito, hematito, limonito kaj kelkaj aliaj mineraloj.
Iom daj mineraloj, kiel kvarco, glimo aŭ feldspato estas oftaj, dum aliaj estis trovitaj en nur kelkaj lokoj tutmonde.
La plej granda grupo de mineraloj longe estas la silikatoj (la plej multaj ŝtonoj estas ≥95% silikatoj), kiuj estas kunmetitaj plejparte de silicio kaj oksigeno, kun la aldono de jonoj el aluminio, magnezio, fero, kalcio kaj aliaj metaloj.
#000015
Ceramikaj solidoj estas kunmetitaj de neorganikaj kombinaĵoj, kutime oksidoj de kemiaj elementoj.
Ili estas kemie inertaj, kaj ofte estas kapablaj je eltenado de kemia erozio kiu okazas en acida aŭ morda medio.
Ceramikaĵo ĝenerale povas elteni altajn temperaturojn aranĝantajn de 1000 ĝis 1600 °C (1800 ĝis 3000 °F).
Esceptoj inkludas ne-oksidajn neorganikajn materialojn, kiel ekzemple nitridus-leŭciskoj, tedidus-leŭciskoj kaj karbidoj.
#000016
Tradiciaj ceramikaj krudaĵoj inkludas argilmineralojn kiel ekzemple Kaolinito, pli lastatempaj materialoj inkludas aluminian oksidon ( alumino-tero).
La modernaj ceramikaj materialoj, kiuj estas klasifikitaj kiel progresinta ceramikaĵo, inkludas siliciokarbidon kaj volframkarbidon.
Ambaŭ estas aprezitaj por ilia skraprezisto, kaj tial trovas uzon en tiaj aplikoj kiel la eluziĝoplatoj da dispremado de ekipaĵo en minadoperacioj.
#000017
La plej multaj ceramikaj materialoj, kiel ekzemple alumino-tero kaj ĝiaj kunmetaĵoj, estas formitaj de monpuno pulvorigas, doni monpunon vejnis polikristala
mikrostrukturo kiu estas plenigita kun lumaj disvastig centroj kompareblaj al la ondolongo de videbla lumo.
Tiel, ili estas ĝenerale maldiafanaj materialoj, kontraste al travideblaj materialoj.
Lastatempa nanoskalo- (ekz. sun-ĝela) teknologio havas, aliflanke, iganta la produktadon ebla el polikristala travidebla ceramikaĵo kiel ekzemple travidebla alumino-tero kaj alumino-terkunmetaĵoj por tiaj aplikoj kiel alt-motoraj laseroj.
Progresinta ceramikaĵo ankaŭ estas uzita en la medicino, elektraĵo kaj elektronikoindustrioj.
#000018
Ceramika inĝenieristiko estas la scienco kaj teknologio de kreado de solidsubstancaj ceramikaj materialoj, partoj kaj aparatoj.
Tio estas farita aŭ per la ago de varmeco, aŭ, ĉe pli malaltaj temperaturoj, uzanta precipitaĵreagojn de kemiaj solvoj.
La esprimo inkludas la purigon de krudaĵoj, la studon kaj produktado el la kemiaj kombinaĵoj koncernis, ilia formacio en komponentojn, kaj la studon de ilia strukturo, kunmetaĵo kaj trajtoj.
#000019
Meĥanike parolante, ceramikaj materialoj estas fragilaj, malmolaj, fortaj en kunpremado kaj malfortaj en tondado kaj streĉiteco.
Fragilaj materialoj povas ekspozicii signifan tirstreĉo-reziston apogante senmovan ŝarĝon.
Forteco indikas kiom multe da energio materialo povas absorbi antaŭ mekanika fiasko, dum frakturforteco (indikita KIc) priskribas la kapablon de materialo kun enecaj mikrostrukturaj difektoj por rezisti frakturon per fendetkresko kaj disvastigo.
Se materialo havas grandan valoron de frakturforteco, la fundamentaj principoj de frakturmekanikistoj indikas ke ĝi plej verŝajne spertos muldeblan frakturon.
Fragila frakturo estas tre karakterizaĵo de plej ceramikaj kaj vitro-ceramikaj materialoj kiuj tipe elmontras malaltajn (kaj malkonsekvencajn) valorojn de KIc.
#000020
Por ekzemplo de aplikoj el ceramikaĵo, la ekstrema malmoleco de zirconia estas utiligita en la fabrikado de tranĉileĝoj, same kiel aliaj industriaj akraj iloj.
Ceramikaĵo kiel ekzemple alumino-tero, borkarbido kaj siliciokarbido estis uzita en kuglorezistaj veŝtoj por forpuŝi grandkalibran fusilpafadon.
Siliciaj nitridus-leŭcisko partoj estas uzitaj en ceramikaj globlagroj, kie ilia alta malmoleco igas ilin uzi rezistemaj.
Ĝenerale, ceramikaĵo ankaŭ estas kemie rezistema kaj povas esti uzita en malsekaj medioj kie ŝtalpendaĵoj estus sentemaj al oksigenado (aŭ rustiĝus).
#000021
Kiel alia ekzemplo de ceramikaj aplikoj, en la fruaj 1980-aj jaroj, Toyota priesploris produktadon de izovarma ceramika motoro kun funkciigadotemperaturo de pli ol 6000 °F (3300 °C).
Ceramikaj motoroj ne postulas malvarmigosistemon kaj tial permesas gravan pezredukton kaj tial pli grandan fuelekonomion.
En konvencia metala motoro, multe de la energio liberigita de la fuelo devas esti disipita kiel perdvarmo por malhelpi disfandiĝon de la metalaj partoj.
Laboro ankaŭ estas farita enen evoluajn ceramikajn partojn por gasturbino
Turbinmotoroj produktitaj kun ceramikaĵo povis funkciigi pli efike, donante al aviadiloj pli grandan intervalon kaj utilan ŝarĝon por arkvanto de fuelo.
Tamen, tiaj motoroj ne estas en produktado ĉar la produktado de ceramikaj partoj en la sufiĉa precizeco kaj fortikeco estas malfacila kaj multekosta.
Pretigmetodoj ofte rezultigas larĝan distribuadon de mikroskopaj difektoj kiuj ofte ludas malutilan rolon en la sintradprocezo, rezultigante la proliferadon de fendetoj, kaj finfina mekanika fiasko.
#000022
Vitro-ceramikaj materialoj partumas multajn trajtojn kun kaj ne-kristalaj okulvitroj kaj kristala ceramikaĵo.
Ili estas formitaj kiel glaso, kaj tiam parte kristaligitaj per varmecotraktado, produktante kaj amorfajn kaj kristalajn fazojn tiel ke kristalaj grajnoj estas enkonstruitaj ene de ne-kristala intergrajneca fazo.
#000023
Vitro-ceramikaĵo kutimas fari kuirilaron (originale konatan sub la markonomo CorningWare) kaj forno-pintojn kiuj havas kaj altan reziston al termika ŝoko kaj ekstreme malaltan permeablon al likvaĵoj.
La negativa koeficiento de termika vastiĝo de la kristala ceramika fazo povas esti balancita kun la pozitiva koeficiento de la vitreca fazo.
Ĉe certa punkto (70% kristala) la vitro-ceramika havas retan koeficienton de termika vastiĝo proksima al nul.
Tiu speco de vitro-ceramikaj ekspoziciaĵoj elstaraj mekanikaj trajtoj kaj povas daŭrigi ripetajn kaj rapidajn temperaturŝanĝojn ĝis 1000 °C.
#000024
Vitroceramikaĵo ankaŭ povas okazi nature kiam fulmo frapas la kristalajn (ekz. kvarco) grajnojn trovitajn en plej multe de la strandsablo.
En tiu kazo, la ekstrema kaj tuja varmeco de la fulmo (2500 °C) kreas kava, branĉigante radiksimilajn strukturojn nomitajn fulgurito per fuzio.
#000025
Organika kemio studas la strukturon, trajtojn, kunmetaĵon, reagojn, kaj preparon de sintezo (aŭ aliaj rimedoj) de kemiaj kombinaĵoj de karbono kaj hidrogeno, kiuj povas enhavi ajnan nombron da aliaj elementoj kiel ekzemple nitrogeno, oksigeno kaj la halogenoj:
fluoro, kloro, bromo kaj jodo.
Kelkaj organikaj substancoj ankaŭ povas enhavi la elementojn fosforon aŭ sulfuron.
Ekzemploj de organikaj solidoj inkludas lignon, parafinon, naftalinon kaj vastan gamon de polimeroj kaj plastojn.
#000026
Ligno estas natura organika materialo konsistanta ĉefe el celulozo fibroj enkonstruitaj en matrico de lignin.
Koncerne mekanikajn trajtojn, la fibroj estas fortaj en streĉiteco, kaj la ligninmatrico rezistas kunpremadon.
Tiel ligno estis grava konstrumaterialo ĉar homoj komencis konstruajn ŝirmejojn kaj uzante boatojn.
Ligno por esti uzita por konstrulaboro estas ofte konata kiel ligno aŭ konstruligno.
En konstruo, ligno estas ne nur struktura materialo, sed ankaŭ kutimas formi la ŝimon por betono.
#000027
Ligno-bazitaj materialoj ankaŭ estas grandskale utiligitaj por enpakado (ekz. kartono) kaj papero kiuj estas ambaŭ kreita de la delikata pulpo.
La kemiaj pulpigaj procesoj uzas kombinaĵon de alta temperaturo kaj alkalajn (kraft) aŭ acidajn (sulfito) kemiaĵojn por rompi la kemiajn ligojn de la lignin antaŭ bruligado de ĝi eksteren.
#000028
Unu grava posedaĵo de karbono en organika kemio estas ke ĝi povas formi certajn kunmetaĵojn, kies individuaj molekuloj estas kapablaj je alkroĉado de si unu al la alia, tiel formante ĉenon aŭ reton.
La proceso estas nomita polimerigo kaj la katenoj aŭ retpolimeroj, dum la fontkunmetaĵo estas monomero.
Du ĉefgrupoj de polimeroj ekzistas: tiuj artefarite produktitaj estas prisignitaj kiel industriaj polimeroj aŭ sintezaj polimeroj (plastoj) kaj tiuj nature okazantaj kiel biopolimeroj.
#000029
Monomeroj povas havi diversajn kemiajn substituent'ojn, aŭ funkciajn grupojn, kiuj povas influi la kemiajn trajtojn de organikaj substancoj, kiel ekzemple solvebleco kaj kemia reagemo, same kiel la fizikajn trajtojn, kiel ekzemple malmoleco, denseco, mekanika aŭ tirstreĉo-rezisto, skraprezisto, varmorezisto, travidebleco, koloro, ktp.
En proteinoj, tiuj diferencoj donas al la polimero la kapablon adopti biologie aktivan formon en prefero al aliaj (vidu mem-asembleaj).
#000030
Homoj uzis naturajn organikajn polimerojn dum jarcentoj en la formo de vaksas kaj ŝelakizas kiu estas klasifikita kiel termoplasta polimero.
Planto kiun polimero nomis al celulozo disponigis la tirstreĉo-reziston por naturaj fibroj kaj ŝnuroj, kaj ekde la frua 19-a jarcento gumo estis en ĝeneraligita uzo.
Polimeroj estas la krudaĵoj (la rezinoj) uzitaj por fari kio estas ofte nomitaj plastoj.
Plastoj estas la fina produkto, kreita post unu aŭ pluraj polimeroj aŭ aldonaĵoj estis aldonitaj al rezino dum prilaborado, kiu tiam estas formita en finan formon.
Polimeroj kiuj estis ĉirkaŭe, kaj kiuj estas en aktuala ĝeneraligita uzo, inkludas karbon-bazitan polietilenon, polipropilenon, polivinil-kloridon, polistirenon, nilonŝtrumpojn, poliestrojn, akrilŝtofon, poliuretanon, kaj polikarbonatojn, kaj silici-bazitajn silikonojn.
Plastoj estas ĝenerale klasifikitaj kiel "krudvaro", "specialaĵo" kaj "inĝenieristiko-" plastoj.
#000031
Kompozitaj materialoj enhavas du aŭ pli da makroskopaj fazoj, unu el ofte ceramikaj.
Ekzemple, kontinua matrico, kaj disigita fazo de ceramikaj partikloj aŭ fibroj.
#000032
Aplikoj el kompozitaj materialoj intervalas de strukturaj elementoj kiel ekzemple ŝtal-plifortikigitbetono, ĝis la termike insulativaj kaheloj kiuj ludas ŝlosilon kaj integritan rolon en la Kosmoprama termika sekursistemo de NASA kiu kutimas protekti la surfacon de la navedo kontraŭ la varmeco de reeniro en la atmosferon de la Tero.
Unu ekzemplo estas Plifortikigitkarbono-karbono (RCC), la helgriza materialo kiu eltenas reenirtemperaturojn ĝis 1510 °C (2750 °F) kaj protektas la nazĉapon kaj frontajn eĝojn de la flugiloj de Kosmopramo.
RCC estas lamenigita kompozita materialo farita de grafita rajon ŝtofo kaj impregnita per fenola rezino.
Post kuracado ĉe alta temperaturo en aŭtoklavo, la lamenaro estas piroligita por transformi la rezinon al karbono, impregnita per furfural alkoholo en vakuokamero, kaj kuracite/piroligita por transformi la furfuralalkoholon al karbono.
Por disponigi oksigenadreziston por reuzkapableco, la eksteraj tavoloj de la RCC estas transformitaj al siliciokarbido.
#000033
Hejmaj ekzemploj de kunmetaĵoj povas esti viditaj en la "plastaj" enfermaĵoj de televidiloj, poŝtelefonoj.
Tiuj plastaj enfermaĵoj estas kutime kunmetaĵo konsistigita de termoplasta matrico kiel ekzemple akrilonitrilbutadien-stireno (VENTROMUSKOLOJ) en kiu kalcikarbonat kreto, talko, vitrofibroj aŭ karbonfibroj estis aldonitaj por forto, groco, aŭ elektrostatika disperso.
Tiuj aldonoj povas esti referitaj kiel plifortikigado de fibroj, aŭ solviloj, depende de sia celo.
#000034
Tiel, la matricmaterialo ĉirkaŭas kaj apogas la plifortikigmaterialojn konservante iliajn relativajn poziciojn.
La plifortikigoj aldonas siajn specialajn mekanikajn kaj fizikajn trajtojn por plifortigi la matrictrajtojn.
Sinergismo produktas materialajn trajtojn neatingeblajn de la individuaj konsistigaj materialoj, dum la vasta gamo de matrico kaj fortiganta materialojn provizas la dizajniston per la elekto de optimumkombinaĵo.
#000035
Semikonduktaĵoj estas materialoj kiuj havas elektran rezistecon (kaj kondukteco) inter tiu de metalaj direktistoj kaj ne-metalaj izoliloj.
Ili povas esti trovitaj en la perioda tabelo moviĝante diagonale malsupren rekte de boro.
Ili apartigas la konduktilojn (aŭ metalojn, maldekstren) de la izoliloj (dekstren).
#000036
Aparatoj produktitaj de semikonduktaĵmaterialoj estas la fundamento de moderna elektroniko, inkluzive de radio, komputiloj, telefonoj, ktp.
Semikonduktiloj inkludas la transistoron, sunĉelojn, diodojn kaj integrajn cirkvitojn.
Sunaj fotovoltaecaj paneloj estas grandaj semikonduktiloj kiuj rekte konvertas lumon en elektran energion.
#000037
En metala direktisto, fluo estas portita per la fluo de elektronoj", sed en semikonduktaĵoj, nuna povas esti portita aŭ per elektronoj aŭ proksime de la pozitive ŝargitaj " truoj " en la elektronika grupstrukturo de la materialo.
Oftaj semikonduktaĵmaterialoj inkludas silicion, Germaniumo- kaj Galiumarsenidon.
#000038
Multaj naturaj (aŭ biologiaj) materialoj estas kompleksaj kunmetaĵoj kun rimarkindaj mekanikaj trajtoj.
Tiuj kompleksaj strukturoj, kiuj leviĝis de centoj da miliono da jaroj da evolucio, inspiras materialsciencistojn en la dezajno el romanmaterialoj.
Iliaj difinaj karakterizaĵoj inkludas strukturan hierarkion, multifunkcieco- kaj mem-resanigokapablecon.
Memorganizado ankaŭ estas ĉeftrajto de multaj biologiaj materialoj kaj la maniero de kiuj la strukturoj estas kunvenitaj de la molekula nivelo supren.
Tiel, kiel mem-asemblea emerĝas kiel nova strategio en la kemia sintezo de altaj spektaklobiomaterialoj.
#000040
Fizikaj trajtoj de elementoj kaj kunmetaĵoj kiuj disponigas decidajn signojn de kemia kunmetaĵo inkludas odoron, koloron, volumenon, densecon (maso per unuovolumeno), frostopunkton, bolpunkton, varmeckapaciton, fizikan formon kaj formon ĉe ĉambra temperaturo (solido, likvaĵo aŭ gaso;
kuba, trigonal kristaloj, ktp.), malmoleco, poreco, indekso de refrakto kaj multaj aliaj.
Tiu sekcio diskutas kelkajn fizikajn trajtojn de materialoj en la solido.
#000041
La mekanikaj trajtoj de materialoj priskribas karakterizaĵojn kiel ekzemple sia forto kaj rezisto al deformado.
Ekzemple, ŝtaltraboj estas uzitaj en konstruo pro sia alta forto, signifante ke ili nek krevas nek fleksas signife sub la aplikata ŝarĝo.
#000042
Mekanikaj trajtoj inkludas elastecon kaj plastikecon, tirstreĉo-reziston, kunpreman forton, tondforton, frakturfortecon, muldeblecon (malriĉajn je fragilaj materialoj), kaj kaviĝmalmolecon.
Solidaj mekanikistoj estas la studo de la konduto da solida materio sub eksteraj agoj kiel ekzemple eksteraj fortoj kaj temperaturŝanĝoj.
#000043
Solido ne ekspozicias makroskopan fluon, kiel fluidoj faras.
Ajna grado da foriro de sia origina formo estas nomita deformado.
La proporcio de deformado al origina grandeco estas nomita trostreĉiĝo.
Se la aplikata streso estas sufiĉe malalta, preskaŭ ĉiuj solidaj materialoj kondutas en tia manieron ke la trostreĉiĝo estas rekte proporcia al la streso ( leĝo de Hooke).
La koeficiento de la proporcio estas nomita la modulus da elasteco aŭ modulo de Young.
Tiu regiono de deformado estas konata kiel la linie elasta regiono.
Tri modeloj povas priskribi kiel solido respondas al aplikata streso:
#000044
Ĉar solidoj havas varmenergion, iliaj atomoj vibras koncerne fiksajn averaĝajn poziciojn ene de la ordigita (aŭ malordigita) krado.
La spektro de kradvibradoj en kristala aŭ vitreca reto disponigas la fundamenton por la kineta teorio de solidoj.
Tiu moviĝo okazas sur la atomnivelo, kaj tiel ne povas esti observita aŭ detektita sen tre specialeca ekipaĵo, kiel ekzemple tio uzita en spektroskopio.
#000047
Termikaj trajtoj de solidoj inkludas varmokonduktecon, kio estas la posedaĵo de materialo kiu indikas sian kapablon konduki varmecon.
Solidoj ankaŭ havas specifan varmon, kio estas la kapacito de materialo al butikenergio en la formo de varmeco (aŭ termikaj kradvibradoj).
#000048
Elektraj trajtoj inkludas konduktecon, reziston, impedancon kaj kapacitancon.
Konduktiloj kiel ekzemple metaloj kaj alojoj estas komparitaj al elektraj izoliloj kiel ekzemple okulvitroj kaj ceramikaĵo.
Dum kondukteco en metaloj estas kaŭzita de elektronoj, kaj elektronoj kaj truoj kontribuas al fluo en semikonduktaĵoj.
Alternative, jonoj apogas elektran kurenton en jonaj direktistoj.
#000049
Multaj materialoj ankaŭ ekspozicias superkonduktivon ĉe malaltaj temperaturoj;
ili inkludas metalajn elementojn kiel ekzemple stano kaj aluminio, diversaj metalaj alojoj, kelkaj tre dopitaj semikonduktaĵoj, kaj certa ceramikaĵo.
La elektra rezisteco de la plej multaj elektraj (metalaj) direktistoj ĝenerale malpliiĝas iom post iom kiam la temperaturo estas malaltigita, sed restas finhava.
En superkondukanto tamen, la rezistgutoj subite al nul kiam la materialo estas malvarmetigita sub sia kritika temperaturo.
Elektra kurento fluanta en buklo de superkondukta drato povas daŭri senfine kun neniu energifonto.
#000050
Dielektriko, aŭ elektra izolilo, estas substanco kiu estas tre rezistema al la fluo de elektra kurento.
Dielektriko, kiel ekzemple plasto, tendencas koncentri aplikatan kampon ene de si mem kiu posedaĵo estas uzita en kondensiloj.
Kondensilo estas elektra aparato kiu povas stoki energion en la kampo inter paro de proksime spacigitaj direktistoj (nomitaj' platoj ').
Kiam tensio estas aplikita al la kondensilo, elektraj ŝargoj de egala magnitudo, sed kontraŭ poluseco, kreskas sur ĉiu telero.
Kondensiloj estas utiligitaj en elektraj cirkvitoj kiel konservado de energiaparatoj, same kiel en elektronikaj filtriloj por diferenciĝi inter altfrekvencaj kaj malalttensiaj signaloj.
#000051
Piezoelektro estas la kapablo de kristaloj por generi tension en respondo al aplikata mekanika streso.
La piezoelektra efiko estas reigebla en tio piezoelektraj kristaloj, kiam submetite ekstere aplikata tensio, povas ŝanĝi formon de malgranda kvanto.
Polimermaterialoj ŝatas kaŭĉukon, lano, hararo, lignofibro, kaj silko ofte kondutas kiel elektret.
Ekzemple, la polimera polivinilidenfluorido (PVDF) elmontras piezoelektran respondon plurajn fojojn pli grandajn ol la tradicia piezoelektra materiala kvarco (kristala SiO2).
La deformado (0.1%) pruntedonas sin al utilaj teknikaj aplikoj kiel ekzemple alttensiaj fontoj, laŭtparoliloj, laseroj, same kiel kemiaj, biologiaj, kaj acoust-optikaj sensiloj kaj/aŭ transduktiloj.
#000052
Materialoj povas elsendi (ekz. vitro) aŭ reflekti (ekz. metaloj) videblan lumon.
#000053
Multaj materialoj elsendos kelkajn ondolongojn blokante aliajn.
Ekzemple, glaco estas travidebla ĝis videbla lumo, sed multe malpli al la plej multaj el la frekvencoj de ultraviola lumo kiuj kaŭzas sunbruligon.
Tiu posedaĵo estas uzita por frekvenc-selektemaj optikaj filtriloj, kiuj povas ŝanĝi la koloron de envena lumo.
#000054
Por kelkaj celoj, kaj la optikaj kaj mekanikaj trajtoj de materialo povas esti de intereso.
Ekzemple, la sensiloj sur infraruĝa celserĉa ("termofila") misilo devas esti protektitaj per kovro kiu estas travidebla ĝis infraruĝa radiado.
La nuna materialo de elekto por altrapidaj infraruĝ-gvidita misilkupoloj estas unu-kristala safiro.
La optika dissendo de safiro ne fakte etendas al kovro la tutan mez-infraruĝan intervalon (3-5 μm), sed komencas defali ĉe ondolongoj pli grandaj ol ĉirkaŭ 4.5 μm ĉe ĉambra temperaturo.
Dum la forto de safiro estas pli bona ol tiu de aliaj haveblaj mezintervalaj infraruĝaj kupolmaterialoj ĉe ĉambra temperaturo, ĝi malfortiĝas super 600 °C.
Multjara avantaĝinterŝanĝo ekzistas inter optikaj grupŝtupoj kaj mekanika fortikeco;
novaj materialoj kiel ekzemple travidebla ceramikaĵo aŭ optika nanokomposites povas disponigi plibonigitan efikecon.
#000055
Gvidita lumonddissendo implikas la kampon de fibroptiko kaj la kapablon de certaj okulvitroj por elsendi, samtempe kaj kun malalta perdo de intenseco, vicon da frekvencoj (multi-reĝimaj optikaj ondgvidistoj) kun nur malmulte da interfero inter ili.
Optikaj ondgvidistoj estas utiligitaj kiel komponentoj en integraj optikaj serilokaroj aŭ kiel la dissendmedio en optikaj komunikaj sistemoj.
#000056
Sunĉelo aŭ fotovoltaeca ĉelo estas aparato kiu konvertas lumenergion en elektran energion.
Principe, la aparato devas plenumi nur du funkciojn: foto-generacio de pagendaĵaviad-kompanioj (elektronoj kaj truoj) en lum-absorba materialo, kaj apartigo de la pagendaĵaviad-kompanioj al kondukta kontakto kiu elsendos la elektron (simple metas, kidnapante elektronojn tra metalkontakto en eksteran cirkviton).
Tiu konvertiĝo estas nomita la fotoelektra efiko, kaj la kampo de esplorado ligita al sunĉeloj estas konata kiel Fotovoltaiko.
#000057
Ili estis longe uzitaj en situacioj kie elektra potenco de la krado estas neatingebla, kiel ekzemple en malproksimaj areaj povosistemoj, Terorbitaj satelitoj kaj kosmosondiloj, manteneblaj kalkuliloj, brakhorloĝoj, malproksimaj radiotelefonoj kaj akvo pumpanta aplikojn.
Pli lastatempe, ili komencas esti uzitaj en kunigoj de sunaj moduloj (sunenergicentraloj) ligitaj al la elektroreto tra invetilo, kiu estas ne funkcii kiel plandoprovizo sed kiel kroma elektrofonto.
#000058
Ĉiuj sunĉeloj postulas malpezan fascinan materialon enhavitan ene de la ĉelstrukturo por absorbi fotonojn kaj generi elektronojn per la fotovoltaeca efiko.
La materialoj utiligitaj en sunĉeloj tendencas havi la posedaĵon de preferate absorbado de la ondolongoj de suna lumo kiuj atingas la tersurfacon.
Tamen, kelkaj sunĉeloj estas optimumigitaj por malpeza sorbado preter la atmosfero de la Tero ankaŭ.
#000059
Vikio sur ekipaĵo por pritrakti kaj prilaborado de Bulk Solids
#000061
Listo de statoj de materio
#000062
Ĉi tiu artikolo temas pri la fizika signifo de solido. Por legi pri tridimensia geometria formo, rigardu Solido (geometrio), por romia monero, Solido (monero)
#000063
Solido estas fazo de materio, kiu havas formon kaj volumenon. La atomoj aŭ molekuloj estas relative proksimaj kaj fiksaj; tamen solidon ankoraŭ eblas deformi aŭ kunpremi.
#000064
la aliaj fazoj de materio: likvaĵo, gaso, plasmo
#000065