?i tiu artikolo temas pri la fizika signifo de solido. Por legi pri tridimensia geometria formo, rigardu Solido (geometrio) , por romia monero, Solido (monero)

---

Solido estas stato de materio , kiu havas formon kaj volumenon . La atomoj a? molekuloj estas relative proksimaj kaj fiksitaj; tamen solidon ankora? eblas deformi a? kunpremi. Solido (de la latina "sol?dus") estas unu el la kvar plej konataj kaj observeblaj statoj de agregado de materio , el kiuj la aliaj estas gaso , likvo , kaj plasmo . ?i estas karakterizita ?ar ?i metas rezistadon al ?an?oj de formo kaj de volumeno . Ties partikloj estas kunaj kaj anka? ?uste ordigitaj. ^[1] ? La molekuloj de solido montras grandan koheron kaj adoptas formojn tre bone difinitajn. Ekzistas kelkaj fakoj kiuj studas la solidojn nome la jenaj:

• La solid-stata fiziko studas per kaj eksperimenta kaj teoria maniero la materion se kondensata , tio estas, de likva?oj kaj solidoj kiuj enhavas pli ol 10 ¹⁹ atomojn en kontakto inter si. ^[2]
• La mekaniko de solidoj deformeblaj studas propra?ojn mikroskopajn ekde la perspektivo de la kontinua?a mekaniko kiel tensio , deformi?o kaj magnitudes termodinamicas ^[3] e ignora la estructura atomica interna porque para cierto tipo de problemas esta no es relevante.
• La scienco de materialoj okupi?as ?efe de propra?oj de la solidoj kiel strukturo kaj transformoj de fazo. ^[4]
• La Solidstata kemio estas fako specializita en la sintezo de novaj materialoj.

La plej malpeza solido konata estas artefarita materialo, nome la aero?elo kun denseco de 3 mg/cm³ a? 3 kg/m³, la vitro , kiu havas densecon de 1,9 g/cm³, dum la plej densa estas metalo , nome la osmio (Os), kiu havas densecon de 22,6 g/cm³. ^[5]

Propra?oj de solido [ redakti | redakti fonton ]

• Elasteco : Solido rekuperas sian originalan formon post kiam ?i estis deformita. ^[6] Risorto estas objekto, en kiu oni povas observi tiun econ, ?ar ?i revenas al sia origina formo.
• Rompi?emo : Solido povas rompi?i en multaj fragmentoj (solidoj estas rompi?emaj). ^[7]
• Dureco : La dureco estas la opozicio kiun montras la materialoj al ?an?oj kiel la penetremo, la abrazio, la striigeblo, la tran?ebleco, kaj la deformado permanenta inter aliaj. La diamanto estas solido kun tre alta nivelo de dureco.
• Difinita formo: La solidoj havas difinitan formon, estas relative rigidaj kaj ne fluas kiel faras la gasoj kaj la likva?oj , escepte sub ekstremaj premoj de la medio.
• Alta denseco : La solidoj havas densecojn relative altajn pro la proksimeco de ties molekuloj; pro tio oni diras, ke la solidoj estas pli “pezaj”.
• Floseblo: Kelkaj solidoj kongruas kun tiu eco, nur se ties denseco estas malpli alta ol tiu de la likva?o en kiu oni metas ?in.
• Inercio : Estas la malfacilo a? rezisteco kiu faras fizika sistemo a? socia sistemo al eblaj ?an?oj, en la kazo de la solidoj, ili faras reziston por ?an?i sian staton de ripozeco.

• Tenaceco: En scienco de la materialoj la tenaceco estas la rezisteco kiun faras materialoj por ke ne okazu fendoj.
• Maleebl(ec)o: Estas la eco de la materio, kiun montras la solidaj korpoj kiam ili estas prilaboritaj per deformigo. La maleeblo ebligas la akiron de fajnaj lamenoj de materialo sen ke tiu rompi?u, havante komune neniun metodon por kvantigi ilin.
• Duktileco : La duktileco referencas al la eco de la solidaj korpoj por akiri el ili fajnajn fadenojn . Tio evidentas ekzemple en la fadenoj el kupro .
• Rigideco : Kelkaj solidoj povas rezisti pli ol aliaj la faldojn kaj distordojn.
• Deformi?o : Kelkaj solidoj povas esti deformitaj sen rompi?i, akirante diferencan formon disde tiu kiun ili havis.
• Alojeblo : Eco kiun havas la materialojn por formi alojojn kiuj siavice povas rezulti en novaj materialoj plibonigante siajn ecojn.
• Specifa varmo : La varmiga kapablo de substanco estas la energio necesa por pliigi 1℃ ties temperaturon .

Mikroskopa priskribo [ redakti | redakti fonton ]

La atomoj, molekuloj a? jonoj kiuj formas solidojn povas esti aran?itaj en tre ordigita ripetmodelo, a? tute neregule. Materialoj kies konstituantoj estas aran?itaj la? regula modelo estas konataj kiel kristaloj . En kelkaj okazoj, la regula ordigo povas plui nerompita je granda skalo, por ekzemplo en diamantoj, en kiuj ?iu diamanto estas unusola kristalo. Solidaj objektoj kiuj estas sufi?e grandaj por esti vidataj kaj manipulataj estas tre rare komponitaj de unusola kristalo, male ili estas faritaj el granda nombro de unusolaj kristaloj, konata kiel kristalitoj, kies grando povas varii el kelkaj nanometroj al kelkaj metroj. Tiaj materialoj estas nomataj plurkristalenoj. Preska? ?iuj oftaj metaloj , kaj multa ceramiko , estas plurkristalenoj.

En aliaj materialoj, ne estas klara ordo en la pozicio de la atomoj. Tiuj solidoj estas konataj kiel amorfaj solidoj ; ekzemploj estas polistireno kaj vitro .

?u solido estas kristala a? amorfa dependas el la koncerna materialo, kaj el la kondi?oj en kiu ?i estis formita. Solidoj estas formataj per malrapida malvarmigo tendencas esti kristalaj, dum solidoj kiuj estas frostitaj rapide estas pli ver?ajne amorfaj. Same, la specifa kristala strukturo adoptita de kristala solido dependas el la koncerna materialo kaj el kiel ?i estis formita.

Dum multaj oftaj objektoj, kiel glacikubo a? monero , estas kemie identaj ene de la tuto, multaj aliaj oftaj materialoj enhavas nombrajn diversajn substancojn kunarigitajn. Por ekzemplo, tipa roka?o estas agrega?o de kelkaj diversaj mineraloj kaj "mineraloidoj" (mineralecaj substancoj kiuj ne montras kristalecon), sen specifa kemia kompono. Ligno estas natura organika materialo konsistanta ?efe el fibroj da celulozo trempitaj en miksa?o de organika lignino . En scienco de materialoj, kompozitoj de pli ol unu konstituanta materialo povas esti dezajnita por akiri deziritajn ecojn.

Klasoj de solidoj [ redakti | redakti fonton ]

La fortoj inter la atomoj en solido povas montri varion de formoj. Por ekzemplo, kristalo de natria klorido (komuna salo) estas formita de jona natrio kaj kloro , kiuj estas kunigitaj pere de jonaj ligiloj . ^[8] En diamantoj ^[9] a? silicio , la atomoj kunhavas elektronojn kaj formas kovalentajn ligojn . ^[10] En metaloj, elektronoj estas kunhavataj en jonaj ligoj . ^[11] Kelkaj solidoj, partikulare plej organikaj kompozitoj, estas kunigitaj pere de la forto de Van-der-Waals kio rezultas el la polusigo de la elektrona ?ar?onubo de ?iu molekulo. La dissimileco inter la tipoj de solidoj rezultas el la diferencoj inter ties ligoj.

Metaloj [ redakti | redakti fonton ]

Metaloj tipe estas fortaj, densaj kaj bonaj kondukiloj de kaj elektro kaj de varmo . ^{[12] [13]} La kerno de elementoj de la perioda tabelo , tiuj maldekstre de diagonalo el boro ?is polonio , estas metaloj. Miksoj de du a? pliaj elementoj en kiuj la ?efa komponanto estas metalo estas konataj kiel alojoj .

La homoj estis uzantaj metalojn por vario de celoj ekde prahistoraj epokoj. La forto kaj fidindeco de metaloj kondukis al ties disvastigita uzado en konstruado kaj de konstrua?oj kaj de aliaj strukturoj, same kiel por plej vehikloj, multaj aparatoj kaj iloj, tuboj, ?osesignaloj kaj fervojoj. Fero kaj aluminio estas la du plej ofte uzataj strukturaj metaloj. Ili estas anka? la plej abundaj metaloj en la terkrusto . Fero estas plej ofte uzata en la formo de alojo, nome ?talo , kiu enhavas ?is 2.1% da karbono , kio faras ?in multe pli forta ol pura fero.

?ar metaloj estas bonaj kondukiloj de elektro, ili estas valoraj en elektraj aplikoj kaj por porti elektrajn kurentojn sur longaj distancoj pere de malmulta energiperdo a? vanuigo. Tiel, elektra reto dependas el metalaj kabloj por distribui elektron. Hejmaj elektraj sistemoj, por ekzemplo, estas kabligitaj per kupro pro ties bonkvalita kondukto-kapablo kaj facila ma?ineblo. La alta termika konduktivo de plej metaloj faras ilin anka? utilaj por kuiriloj.

La studo de metalaj elementoj kaj iliaj alojoj formas gravan parton de la kampoj de solid-stata kemio, fiziko , scienco de materialoj kaj in?enierado .

Metalaj solidoj estas arigitaj kune pro siaj alta denseco de kunhavitaj, delokigitaj elektronoj, konataj kiel " metala ligo ". En metalo, atomoj pretas perdi siajn eksterajn ("valento") elektronojn , formante pozitivajn jonojn . La liberaj elektronoj estas disvastigitaj super la tuta solido, kiuj estas kuntenitaj firme per elektrostataj interagadoj inter la jonoj kaj la elektron-nubo. ^[14] La granda nombro de liberaj elektronoj havigas al la metaloj ties altajn valorojn de elektra kaj termika konduktiveco. La liberaj elektronoj anka? evitas transmision de videbla lumo, kio faras metalojn opakaj kaj brilaj.

Plej anta?eniritaj modeloj de metalaj ecoj konsideras la efikon de pozitivaj jon-kernoj sur la delokigitaj elektronoj. ?ar plej metaloj havas kristalan strukturon, tiuj jonoj estas kutime aran?itaj en perioda krado. Matematike, la potencialo de la jon-kernoj povas esti traktita per variaj modeloj, el kiuj la plej simpla estas la modelo de preska? liberaj elektronoj.

Mineraloj [ redakti | redakti fonton ]

Mineraloj ekzistas nature kiel solidoj formitaj tra variaj geologiaj procezoj ^[15] sub altaj premoj. Por esti klasita kiel vera mineralo, substanco devas havi kristalan strukturon kun unuformaj fizikaj ecoj en la tuto. Mineraloj gamas en kompono el puraj elementoj kaj simplaj saloj ?is tre kompleksaj silikatoj kun miloj da konataj formoj. Kontraste, roka samplo estas hazarda agrega?o de mineraloj kaj/a? "mineraloidoj", kaj ne havas specifan kemian komponon. La vasta majoritato de rokoj de la terkrusto konsistas el kvarco (kristala SiO ₂ ), feldspato, glimo, klorito, kaolino , kalcito, epidoto , olivino , a?gito , hornblendo , magnetito , hematito , limonito kaj kelkaj aliaj mineraloj. Kelkaj mineraloj, kiel kvarco , glimo a? feldspato estas oftaj, dum aliaj estas troveblaj en nur kelkaj lokoj en la tuta mondo. La plej granda grupo de mineraloj pro multo estas la silikatoj (plej rokoj estas ≥95% silikatoj), kiuj estas komponitaj ?efe el silicio kaj oksigeno , kun la aldono de jonoj de aluminio, magnezio , fero, kalcio kaj aliaj metaloj.

Ceramiko [ redakti | redakti fonton ]

Ceramikaj solidoj estas komponitaj de neorganikaj komponantoj, kutima oksidoj de kemiaj elementoj. ^[16] Ili estas kemie inertaj, kaj ofte estas kapablaj rezisti kemiajn erodojn kiuj okazas en acideca a? ka?steca medio. Ceramiko ?enerale povas rezisti altajn temperaturojn game el 1000 ?is 1600 °C (1800 ?is 3000 ℉ ). Esceptoj estas ne-oksidaj neorganikaj materialoj, kiel nitridoj, boridoj kaj karbonidoj .

Tradiciaj ceramikaj krudaj materialoj estas argilaj mineraloj kiel kaolinito , kaj pli ?usaj materialoj estas la aluminia oksido . La modernaj ceramikaj materialoj, kiuj estas klasitaj kiel modernaj ceramika?oj, estas silicia karbonido kaj volframa karbonido. Amba? estas valoraj pro sia rezisto al abrazio, kaj pro tio ili trovas uzadon en tiaj aplikoj kiel la ?erpolamenoj de detruekiparo en minlaboroj.

Plej ceramikaj materialoj, kiaj aluminia oksido kaj ties kompona?oj, estas formitaj el fajnaj polvoj, kiuj enhavas fajngrajnajn plurkristalajn mikrostrukturojn kiuj estas plenaj je lumdisigaj centroj kompareblaj al la ondolongo de la videbla lumo . Tiel, ili estas ?enerale opakaj materialoj, kontraste kun travideblaj materialoj . ?usa nanoskala (ekz. "sol-gel" solvo- ?elo ) teknologio ebligis la produktadon de plurkristala travidebla ceramiko kiel travideblaj aluminia oksido kaj ties kompona?oj por aplikoj kiel povegaj laseroj . Tia moderna ceramiko estas uzata anka? en industrioj de medicino , elektro kaj elektroniko .

Ceramika in?enierado estas la scienco kaj teknologio por kreadi solid-statajn ceramikajn materialojn, partojn kaj aparatojn. Tio estas farata ?u per la agado de varmo, ?u je pli malaltaj temperaturoj, uzante precipitajn reakciojn el kemiaj solvoj. La termino inkludas la purigon de krudaj materialoj, la studon kaj produktadon de koncernaj kemiaj kompona?oj, ties formadon en kompona?oj, kaj la studon de ties strukturo, kompono kaj ecoj.

Pri mekaniko , ceramikaj materialoj estas rompeblaj, fortaj, sed fortaj por kunpremado kaj malfortaj por borado kaj tensio. Rompeblaj materialoj povas montri gravan tensian forton subtenante statan ?ar?on. Tenaceco indikas kiom multe da energio materialo povas absorbi anta? mekanika rompo, dum fraktura (pri-rompa) tenaceco (notita kiel K _Ic ) priskribas la kapablon de materialo kun esencaj mikrostrukturaj mankoj rezisti rompon pere de frapokresko kaj propagado. Se materialo havas grandan valoron de rompotenaceco, la bazaj principoj de la rompomekaniko sugestas, ke ?i plej ver?ajne eltenos duktilan rompon. Rompo estas tre karaktera de plej el la ceramikaj kaj vitroceramikaj materialoj kiuj tipe montras malaltajn (kaj nekonsistantajn) valorojn de K _Ic .

Por ekzemplo de aplikoj de ceramiko, la ekstrema dureco de zirkonia dioksido estas uzata en la fabrikado de tran?ilaj klingoj, same kiel de aliaj tran?aj industriaj laboriloj. Ceramika?oj kiel la aluminia oksido , la bora karbonido kaj la silicia karbonido estis uzitaj por fabrikado de kuglorezistaj ve?toj por forpeli alt-kalibran riflopafadon. Partoj de silicia nitrido estas uzataj por ceramikaj lagroj , en kiuj ties alta forteco faras ilin tre rezistantaj. ?enerale, ceramiko estas anka? kemie rezistanta kaj povas esti uzata en malsekaj medioj kie ?talo povus esti eventuale klina al oksidigo (a? rusto ).

Kiel alia ekzemplo de ceramikaj aplika?oj, komence de la 1980-aj jaroj , Toyota esploris produktadon de adiabata ceramika motoro je funkcianta temperaturo de ?irka? 3300 °C . Ceramikaj motoroj ne postulas malvarmigan sistemon kaj pro tio ebligas pli grandan pezoredukton kaj tial pli grandan energiefikon. En konvencia metala motoro, multo de la energio liberigita el la brula?o devas esti el?erpita kiel varmorubo por eviti fandigon de la metalaj partoj. Oni laboras anka? por disvolvigi ceramikajn partojn por gasturbinaj motoroj . Turbinmotoroj faritaj el ceramiko povus funkcii pli efike, havigante al aviado pli grandan atingon kaj ?paron de la necesa kvanto de brula?o. Tiaj motoroj ne estas produktataj, tamen, ?ar la fabrikado de ceramikaj partoj kun sufi?aj precizeco kaj da?reblo estas malfacila kaj multekosta. Procezmetodoj ofte rezultas en ampleksa distribuado de mikroskopaj mankoj kiuj ofte ludas dama?an rolon en la varm-ariga procezo, rezulte en la pliigego de fendoj, kaj finfine de mekanika malsukceso.

Vitroceramiko [ redakti | redakti fonton ]

Vitroceramikaj materialoj kunhavas multajn ecojn kaj kun nekristalaj vitroj kaj kun kristala ceramiko . Ili estas formitaj kiel vitro , kaj tiel parte kristaligitaj per varmotraktado, produktante kaj amorfajn kaj kristalajn fazojn tiel ke kristalgrajnoj estas trempitaj ene de nekristala intergrajna fazo.

Vitroceramiko estas uzata por fabriki kuirujojn (origine konataj per la markonomo "CorningWare") kaj kuirma?inojn kiuj havas kaj altan reziston al la varmofrapo kaj ekstreme malaltan permeablecon al likva?oj. La negativa koeficiento de varmodilato de la kristalceramika fazo povas esti ekvilibrita per la pozitiva koeficiento de la vitra fazo. Je ia punkto (~70% kristala) la vitroceramiko havas koeficienton de termika dilato proksiman al nulo . Tiu tipo de vitroceramiko montras elstarajn mekanikajn ecojn kaj povas elteni ripetitajn kaj rapidajn temperatur?an?ojn ?is 1000 °C .

Vitroceramiko povas aperi anka? nature kiam fulmo frapas la kristalajn grajnojn (ekz. el kvarco ) kiuj trovi?as en plej el la sablo de strandoj . Tiuokaze, la ekstrema kaj tuja varmo de la fulmo (~ 2500 °C ) kreas malplenajn, bran?ecajn, radikformajn strukturojn nomitajn fulgurito pere de fuzio .

Organikaj solidoj [ redakti | redakti fonton ]

Organika kemio studas la strukturon, ecojn, komponon, reakciojn kaj preparadon per sintezo (a? aliaj rimedoj) de kemiaj komponoj de karbono kaj hidrogeno , kiuj povas enhavi nombrajn aliajn elementojn kiel nitrogeno , oksigeno kaj la halogenojn: fluoro , kloro , bromo kaj jodo . Kelkaj organikaj kompona?oj povas enhavi anka? elementojn fosforo a? sulfuro . Ekzemploj de organikaj solidoj estas ligno, parafina vakso , naftaleno kaj ampleksa vario de polimeroj kaj plastoj .

Ligno [ redakti | redakti fonton ]

Ligno estas natura organika materialo konsistanta ?efe el fibroj de celulozo enmetitaj en mikso de lignino . Pri ties mekanikaj ecoj, la fibroj estas fortaj en tensio, kaj la lignina arigilo rezistas la kunpremadon. Tiel ligno estis grava konstrumaterialo ekde kiam homoj ekkonstruis ?irmejojn kaj ekuzis boatojn. En konstruado, ligno estas ne nur struktura materialo, sed ?i estas uzata anka? por formi la muldilon por la cemento.

Ligno-bazaj materialoj estas anka? etende uzataj por pakado (ekz. por kartono ) kaj papero , kiuj estas amba? kreitaj el rafinita lignopulpo. La kemia pulpigaj procezoj uzas kombinon de alta temperaturo kaj alkalaj (pakopapero) a? acidajn (sulfito) kemia?ojn por rompi la kemiajn ligilojn de la lignino anta? dispecigi la lignon.

Polimeroj [ redakti | redakti fonton ]

Grava eco de karbono en organika kemio estas ke ?i povas formi kelkajn komponojn, kies unuopaj molekuloj estas kapablaj ligi?i unu al alia, tiel formante ?enon a? reton. La procezo estas nomata polimerigo kaj la ?enoj a? retoj estas nomataj polimeroj, dum la komponfonto estas monomero (unumero). Du ?efaj grupoj de polimeroj ekzistas: tiuj artefarite fabrikitaj estas referencataj kiel industriaj polimeroj a? sintezaj polimeroj (nome plastoj ) kaj tiuj nature ekzistantaj kiel biopolimeroj.

Monomeroj povas havi variajn kemiajn surogatojn, a? funkciajn grupojn, kio povas efiki super la kemiajn ecojn de la organikaj komponoj, kiel la solvebleco kaj la kemia reaktiveco, same kiel la fizikajn fizikajn ecojn, kiel la dureco, denseco, mekanika a? tensia forto, abrazirezistado, varmorezistado, travidebleco, koloro ktp. En proteinoj , tiuj diferencoj havigas al la polimero la kapablon adopti biologie aktivan kongruon en la prefero al aliaj.

La homoj estis uzantaj naturajn organikajn polimerojn dum jarcentoj en la formo de vaksoj kaj ?elako , kiu estas klasita kiel termoplasta polimero. Planta polimero nomita celulozo havigis la tensian forton por naturaj fibroj kaj ?nuroj , kaj komence de la 19-a jarcento natura gumo estis tre disvastigite uzata. Polimeroj estas la krudaj materialoj (nome rezinoj ) uzitaj por fari tion kio estas komune nomata plasto . Plastoj estas la fina produkto, kreita post unu a? pliaj polimeroj a? aldona?oj estis aldonitaj al rezino dum la procezado, kio estas poste metita en fina formo. Polimeroj kiuj estis kaj estas aktuale en nuntempa disvastigita uzado estas karbon-bazitaj polietileno, polipropileno , polivinil-klorido , polistireno, nilonoj, poliesteroj , akrilikoj, poliuretano , kaj polikarbonatoj, kaj silici-bazitaj silikonoj . Plastoj estas ?enerale klasitaj kiel "varaj", "specialaj" kaj "in?enieraj" plastoj.

Komponitaj materialoj [ redakti | redakti fonton ]

Komponitaj materialoj enhavas du a? pliajn makroskopajn fazojn, el kiuj unu estas ofte ceramika. Por ekzemplo, kontinua arigilo, kaj disigita fazo de ceramikaj partikloj a? fibroj.

Aplikebloj de komponitaj materialoj gamas el strukturaj elementoj kiel ?tal-plifortigita cemento, ?is la varmizolaj kaheloj kiuj ludas ?losilan kaj integran rolon en la varmoprotekta sistemo en la kosmo?ipo Space Shuttle , kio estas uzata por protekti la surfacon de la kosmo?ipo el la varmo de la re-eniro en la atmosferon de la Tero. Unu ekzemplo estas la Karbonfibre Plifortigita Karbono (KPK), nome la helgriza materialo kiu rezistas eeenirajn temperaturojn ?is 1510 °C kaj protektas la bekon kaj ?efajn bordojn de la flugiloj de la "Space Shuttle". KPK estas lamenigita komponmaterialo farita el tolo de grafita rajono kaj trempita el fenol- formaldehida rezino . Traktita je alta temperaturo en a?toklavo , la lamenigita?o estas pirolizita ?is konverto de la rezino en karbono, trempita per furfurala alkoholo en vakuejo, kaj traktita/pirolizita ?is konverti la furfuralan alkoholon en karbono. Por havigi reziston al oksidi?o por reuzkapablo, la eksteraj tavoloj de la KPK estas konvertitaj en silicia karbido.

Hejmaj ekzemploj de komponitaj materialoj povas esti vidataj en la "plastaj" skatoloj de la televidaparatoj, de la po?telefonoj kaj tiel plu. Tiuj plastaj ujoj estas kutime el komponita materialo formita de varmoplasta arigilo kiel akrilonitrilbutadiena stireno (ABS) en kiu la kreto el kalcia karbonato , talko , vitrofibroj a? karbonfibroj estis aldonitaj por plifortigo kaj por la elektro-stata disigo. Tiuj aldonoj povas esti referencataj kiel plifortigaj a? disigaj fibroj, depende de siaj celoj.

Tiel, la ariga materialo ?irka?as kaj subtenas la plifortigajn materialojn eltenante ties relativajn poziciojn. La plifortiga?oj havigas siajn specialajn mekanikajn kaj fizikajn ecojn por plibonigi la ecojn de la ariga materialo. Sinergio okazigas, ke la materialaj ecoj estas nedisponeblaj el la unuopaj konstituantaj materialoj, dum la ampleksa vario de la ariga materialo kaj la plifortigaj materialoj havigas la dezajniston per la elekteblo por optimuma kombino.

Duonkonduktantoj [ redakti | redakti fonton ]

Duonkonduktantoj estas materialoj kiuj havas elektran rezisteblon (kaj kondukeblon) inter tiu de metalaj konduktantoj kaj ne-metalaj izoliloj. Ili estas troveblaj en la perioda tabelo irante diagonale malsupren rekten el boro . Ili separas la elektrajn konduktantojn (a? metaloj, maldekstre) el la izoliloj (dekstre).

Aparatoj faritaj el duonkonduktantaj materialoj estas la fundamento de la moderna elektroniko , kiel la radio, komputiloj , telefonoj ktp. Duonkonduktantaj aparatoj estas la transistoro , la sun?eloj , la diodoj kaj integritaj cirkvitoj . Sunaj fotovoltaikaj paneloj estas grandaj duonkonduktantaj aparatoj kiuuj rekte konvertas lumon en elektra energio.

En metala konduktanto, la kurento estas portita per la "fluo de elektronoj", sed en duonkonduktantoj, la kurento povas esti portata ?u per elektronoj ?u per la pozitive ?ar?itaj " truoj " en la elektronika bendostrukturo de la materialo. Oftaj duonkonduktantaj materialoj estas la silicio, la germaniumo kaj la galiuma arsenido.

Nanomaterialoj [ redakti | redakti fonton ]

Multaj tradiciaj solidoj montras diferencajn ecojn, kiam ili malplii?as ?is nanometrajn malgrandojn. Por ekzemplo, nanopartikloj de kutime flava oro kaj griza silicio estas ru?aj; oraj nanopartikloj fandi?as je multe pli malaltaj temperaturoj (~ 300 °C for 2.5 nm grande) ol la orblokoj ( 1064 °C ); ^[17] kaj metalaj nanokabloj estas multe pli fortaj ol la korespondaj metalpecoj. ^{[18] [19]} La granda surfaca areo de nanopartikloj faras ili tre altiraj por kelkaj aplika?oj en la kampo de energio. Por ekzemplo, platenaj metalpecoj povas havigi plibonigon kiel kataliziloj por brula?oj de a?tomobiloj, same kiel brul?eloj de polimer-elektrolita membrano (PEM). Anka?, ceramikaj oksidoj de lantano , cerio , mangano kaj nikelo estas nuntempe disvolvigitaj kiel brulbaterioj de solida oksido (SOFC). Nanopartikloj el litio , liti-titanato kaj tantalo estas nun aplikataj al liti-jonaj baterioj. Siliciaj nanopartikloj spektakle montris etendon de la stoka kapablo de la liti-jonaj baterioj dum la ciklo etendo/kuntirigo. Siliciaj nanokabloj ciklas sen grava degradado kaj prezentas la potencialon por uzado en baterioj kun grande etendigitaj stokotempoj. Siliciaj nanopartikloj estas uzataj anka? en novaj formoj de sunenergiaj paneloj. Fajna filmometo de siliciaj kvantumaj punktoj sur la plurkristala silicia subtavolo de fotovoltaikaj sunpaneloj pliigas la produkton de voltado tiom multe kiom ?is 60% per fluorigo de la venanta lumo anta? ties kapto. La surfaca areo de la nanopartikloj (kaj fajnaj filmoj) ludas kritikan rolon en la maksimumigo de la kvanto de absorbita radiado.

Biomaterialoj [ redakti | redakti fonton ]

Multaj naturaj (a? biologiaj) materialoj estas kompleksaj kompona?oj kun rimarkindaj me?anikaj ecoj. Tiuj kompleksaj strukturoj, kiuj aperis el centoj da milionoj de jaroj de evoluo, estas inspirante al fakuloj pri materialoj en la dezajno de novaj materialoj. Ties difinaj karakteroj estas struktura hierarkio , multfunkcia kaj memtraktiga kapablo. Anka? mem-organizado estas fundamenta trajto de multaj biologiaj materialoj kaj de la maniero per kiu la strukturoj estas arigitaj el la molekula nivelo supren. Tiel, mem-arigado estas aperanta kiel nova strategio en la kemia sintezo de altproduktaj biomaterialoj.

Vidu anka? [ redakti | redakti fonton ]

• la aliaj fazoj de materio: likva?o , gaso , plasmo
• Fandado
• Fazo de materio
• Frosto
• ?elo
• Kristalo
• Materistato
• Molekulo
• Solidstata kemio
• Supersolido

Referencoj [ redakti | redakti fonton ]

Literaturo [ redakti | redakti fonton ]

• Ludwig Bergmann, Clemens Schaefer: Lehrbuch der Experimentalphysik. Band 6: Festkorper. 2., uberarbeitete Auflage. Walter de Gruyter Verlag, Berlin 2005, ISBN 3-11-017485-5 .
• Walter Borchardt-Ott, Crystallography: An Introduction , Springer, 2011, ISBN 3-642-16452-8 .
• A. Goel, Crystallography , Discovery Publishing House, 2006, ISBN 81-8356-170-5 .
• Luigi Rolla, Chimica e mineralogia. Per le Scuole superiori, 29a eld., Dante Alighieri, 1987.
• Markus Schwoerer, Hans Christoph Wolf: Organische Molekulare Festkorper. Einfuhrung in die Physik von pi-Systemen. Viley-VCH Verlag, Weinheim 2005, ISBN 3-527-40539-9 .
• En tiu ?i artikolo estas uzita traduko de teksto el la artikolo Solido en la hispana Vikipedio.
• En tiu ?i artikolo estas uzita traduko de teksto el la artikolo Solid en la angla Vikipedio.