Форум Лаборатории Альтернативной Истории

Знаю, что задача мне, студенту не посильная, поскольку такой технологией должна заниматься целая лаборатория. Но для меня интерес был в другом: каковы будут следы от воздейстия агрессивных сред на материал? Я лишь убедился, что характер хим. воздействия на породы при любом исходе сильно отличается от того, что дал бы сок гипотетического ратения, способный якобы размягчать камни. Поэтому Ваша критика вполне справедлива.

Собственно критики и не было, а был вопрос. По Вашим действиям похоже Вы не отдаете отчета почему пластилин обладает пластилиновыми свойствами и по этому ищете ответ в безликом размягчении.
Для химика даже в виде студента не к лицу.
Также в тему. Почему много мягких, но не все пластилиновые.
И как считаете- нагретое стекло можно отнести к пластилиновым представителям или нет.
И почему парафин обладает пластилиновыми свойствами.

Я думаю, для начала необходимо найти любой способ размягчения гранита, потому что пока кроме расплавления его, ничего другое науке неизвестно.
Так что любые эксперименты здесь считаю уместными.


Со стеклом и парафином проще - они по определению являются очень вязкими жидкостями, лишь уменьшающие вязкость при нагреве.
Гранит же - материал поликристаллический.

Считайте, кто не дает, но мы же не в средних веках, чтобы с удивлением узнавать, что доломит (то бишь грязный известняк) в кислотах шипит и растворяется, даже известна реакция с образованием очень гигроскопичного материала мягкого, но совсем другого вещества. И так же при прочих экспериментах результат предсказуем уже давно. Вопросы заданы скорее для осознания общественностью чего же требуется получить. Помните ктото скрывается в деталях. Ведь кладка не называется стеклянной. Дело в том что стеклоподобный материал будет медленно деформироваться во время работы, т.е. оплывать, что не удобно. Материал должен быть пластичным - с одной стороны держать форму,а сдругой легко ее менять, а не быть просто мягким. А это разные вещи. При критических нагругках должен деформироваться, а при их отсутсвии держать форму. Пластилин тому пример. Какие материалы в данной ветке уже проверили на пластилиновость - это хлебные мякиши и парафин. Отлично почему же они отвечают требуемым свойствам, а стекло нет. Мысленный эксперимент, что станет с мякишем если его засушить. Я думаю все согласятся он станет твердым, добавим понемногу воды - результат снова можно мять. Т.е. смесь твердого материала и воды приобрела пластичность.

Что имеем в парафине. Ваш первый пост содержит утверждение

++++Аналогом послужил обычный парафин. Он хорош тем, что в небольшом диапазоне температур имеет три ярко выраженных состояния - твердое (даже хрупкое), мягкое (пластичное), и жидкое (расплавленное). +++++

В чем причина наличия мягкого(пластичного) состояния. Дело в том что парафин состоит из смеси парафинов с разной длиной молекулы затвердевающих при разных температурах. Поэтому при охлаждении вначале твердеет самый тугоплавкий, за ним менее тугоплавкий. И т.д., а поскольку парафинов много имеем среднее состояние в котором сосуществуют две разные фазы твердая и жидкая ( в данном случае расплав).

В хлебном мякише также две твердая и жидкая.

Причина отличия кривой вязкости таких материалов от просто расплавов, скажем стекла, в наличии значительного взаимодействия на границе раздела твердои и жидкой фаз.

Этот эфект и используется в детском пластилине. Берется мелкодисперстный минеральный наполнитель и органика для которой подбирают состав, что бы плавилась в руках. Эта двухфазная система будет в одних условиях держать форму, а в других легко деформироваться.

К таким же системам можно отнести незастывший цементный раствор и бетоны на его основе. Тоже две фазы - твердая и жидкая. При определенных пропорциях держит форму даже без опалубки.

Обычный песок на пляже если намочить становится материалом из которого можно лепить домики. Ну и т.д.

Поскольку на форуме судя по всему чаще всего встречались с расплавленным припоем, то и свойства металлов по инерции переносять на гранит. В чем разница. Давайте представим как выглядит металл. Вокруг атома металла кругом такие же атомы. Что это значит, Если мы деформируем и разорвем связь этого атома с соседом , а потом схлопнем разрыв, то рядом с ним окажется другой атом ( не тот что прежде) но способный образовывать ту же связь. Поэтому возникший дефект залечивается, отсюда и пластичность чистых металлов. Отсюда и пайка ультразвуком и пр. и пр.

А что имеем в материалах состоящих не из атомов металла, а допустим как гранит из смеси кристалликов нескольких соединений. Вот возьмем скажем атом кремния. В исходном состоянии он допустим имеет с одной стороны атом кислорода. Каким либо механическим способом разорвем эту связь и снова попытаемся сдавить образовавшийся дефект. То что в металле происходило без проблем, в данном случае наткнется на то, что вместо прежнего кислорода соседом окажется или натрий или калий или кальций или еще бог весьт что. В игоге связь то мы можем разорвать, но гарантировать залечивание дефекта не возможно. Правильный порядок может возникнуть лишь при кристаллизации.

Другими словами для минералов типа гранита любые акустические, пьезокристаллические, ультразвуковые попытки получить пластическое состояние всегда приведут к лавинообразному росту дефектов с потерей структурных особенностей материала.

А вот плавление эвтектики окружающей кристаллики минералов образующих гранит дает ту самую двухфазную систему, подбирая температуру для которой можно получить материал в пластичном состоянии, причем пластилиновом способном и деформироваться и держать форму.

Ультразвук тоже имеет шансы, справедливости ради ткскзть

Хм.. Что Вы имели в виду под "безликим размягчением"?
Очевидно потому что он аморфен. Вообще платилин представляет собой смесь порошка глины (твердая фаза),смешанный с воском(аморфная фаза). Но так как "строительным" материалом он является лишь в теплых детских руках, то стоит ли вообще сводить пластилиновые свойства к пластилину?

Подлецу ВСЁ к лицу, а я таков! Собственно, что тогда для химика, даже не виде студента, будет к лицу? Вопрос не в тему, конечно, но в виду Вашей позиции, хотелось бы получить разъяснение.

Гм..Вы вводите понятие "пластилиновость"? Поделитесь определением, пожалуйста. Пластилин вязкотекуч, а резина мягкая (правда, зависит от марки), но не текучая. Всё дело в строении вещества, т.е.зависит его молекул/атомов и связей между ними. И то и тоявляется аморфными телами, только одно вязкотекучее(необратимая деформация), а другое высокоэластичное (обратимая деформация), в зависимости от основного вклада в деформацию.

Хотя с большим количесвом размягченного стекла я не работал, но никогда не забуду как оно тянется в ниточки, когда делаешь маленькие пипетки. Зависит от степени нагрева, потому что при повышении температуры ближний порядок в стекле начинает нарушаться. При несильном нагреве до текучего состояния стекло, как низкомолекулярне соединение, дойдет. Вязкотекучее состояние больше характерно для веществ с достаточно большими молекулами вроде парафина или воска. Полимерные же стекла из больших макромолекул с заторможенным внутренним вращением, к примеру, при нагреве переходят в высокоэластичное состояния. (и всё это различные состояния аморной фазы).


Скажите, Str, а Вы химик или материаловед? Или физик ?(эт я так спросил, чтоб знать, с кем имею честь говорить). Потому что парафин, как алкан, обладает длинными молекулами (порядка 100-200 атомов углерода), способными к внутреннему вращению, что придает ему вязкотекучее состояние. Эх, не надо было мне прогуливать некоторые лекции по ВМС в этом семестре-знал сейчас по-более...

Во-первых, я не геолог, поэтотму по виду камней о их составе ничего сказать не могу. Во-вторых, для меня известняк не предстваляет интереса, да и опыты с ним я не проводил.

Только под давлением.

Никому и не нужен "просто мягкий" материал. И вообще, "мягкий"-понятие растяжимое, многие вещества подходят под это определение, но они разные по свойствам.

Очевидно, потому что стекло не способно к высокоэластичной деформации и текучести в силу своего строения, т.е. оно не имеет полимерных молекул). Берем твердый мякишь и добавляем воду, и что? Полимерные молекулы крахмала в хлебе начинают набухать и переходят в вязкотекучее состояние. В любимом Вами пластилине же просто имеет место смесь твердой глины и текучего воска.
Если бы так было бы, то парафин плавился бы "ступенчато", однако он размягмяется, а не плавится. В твердом состоянии он вообще не находится, поскольку пребывает в аморфном виде, а это разные вещи.
Также и мякишь-твердой фазы не содержит вообще, только аморфную!

Которая объяняется макромолекулярным строением "таких веществ" в отличии от "просто расплавов".

А вот с двухфазными системами дело иначе. Прежде всего пластилин и бетон-это коллоидные системы, а если конкретнее, гели, в которых существует значительные силы между частицами диспергированной фазы (глина или песок), что и придает им вязкие свойства. Да, ктати, намоченный мякишь, тоже гель, по сути.
Да и про это писала "Наука и Жизнь"(номер только не помню). Пластичность обеспечивается за счет сил поверхностного натяжения воды,рассположенной между частицами. Уберите воду, и материал потеряет пластичность.
Насчет пластичности металлов и хрупкости сисликатов. В металлах существует металлическая связь и она не направленая, поэтому она с легкостью может быть восстановлена с новым соседом. В хрупких природных кристаллах связь ковалентная и она направленная, поэтому при попытках восстановить её там и оказывается "бог весть что".

Ну, никто же не говорит, что надо рвать ковалентные связи во всех местах, чтоб потом их вообще не возможно было восстановить. Силикаты удивительные вещества, они могут иметь длинные, огромные молекулы. А некоторые из силикатов смело можно рассматривать как полимеры. Вот ежели б удалось нарезать длинные силикатные цепочки на большие молекулы как в парафине, то такой минерал стал бы пластичным. А ежели нам удастся еще потом и "сшить" эти макромолекулы кислород к кремнию, например, то проблем с восстановлением прежних свойств вообще не будет. Известно ли Вам, что силиконы имеют в своей основе почти такую же кремний-кислородную цепь как и в минералах? тотличие у силиконов в том, что эти цепочки лиенйные, а у минеральных силикатов образуются трех- двух мерные слоистые, островные и пр. структуры. Стоит ли тогда отчаиваться?

Что ж можно пойти и по пути "кристалл-расплав", которая опять таки будет гелем. Вопрос в следущем: а обязательно ли плавить эвтектику, чтоб добиться жидкой фазы для коллоидной системы или можно пойти по "химическому" пути?

Речь там шла о том что пластилин состоит из НЕпластичных частиц (глины) и пластичного связующего. Вулканические породы тоже имеют зернистую структуру с заполнителем. Температуры плавления структурных компонентов различны. Кроме этого даже процесс кристаллизации силикатных пород может происходить в пластичной (подвижной) среде. Конечно же эти свойства дают возможность говорить о различных промежуточных состояних между кристаллической и полностью жидкой фазой.
Проблема в том, что фазы эти особо не интересовали промышленников, занимающихся каменным литьем и экспериментальных исследований этих промежуточных состояний толком и не проводилось (насколько удается выяснить). Чаще интересуют свойства расплава, в котором уже все смешано в жидком виде. Но каменное (базальтовое) высокотемпературное литье - это уже другая технология, признаков которой не наблюдается на артефактах. По крайней мере в большом количестве. (Хотя к некоторым образцам из Боливии можно и в таком ракурсе присмотреться)

Пластилиновость - жаргон принятый при обсуждении определенных типов кладки из камня,

...порядка 100-200 атомов углерода...

Парафины представляют собой смесь твердых углеводородов метанового ряда преимущественно нормального строения с 18-35 атомами углерода в молекуле и температурой плавления 45-65°С. В парафинах обычно содержится некоторое количество изопарафиновых углеводородов, а также углеводородов с ароматическим или нафтеновым ядром в молекуле.

Википедия.


...Пластилин. Очевидно потому что он аморфен...

Ам́орфные веществ́а (от др.-греч. ἀ «не-» и μορφή «вид, форма») не имеют кристаллической структуры и в отличие от кристаллов не расщепляются с образованием кристаллических граней, как правило — изотропны, то есть не обнаруживают различных свойств в разных направлениях, не имеют определенной точки плавления. К аморфным веществам принадлежат стекла, естественные и искусственные смолы, клеи и др. Стекло — твердотельное состояние аморфных веществ. Аморфные вещества могут находиться либо в стеклообразном состоянии (при низких температурах), либо в состоянии расплава (при высоких температурах). Аморфные вещества переходят в стеклообразное состояние при температурах ниже температуры стеклования T. При температурах свыше T, аморфные вещества ведут себя как расплавы, то есть находятся в расплавленном состоянии. Вязкость аморфных материалов — непрерывная функция температуры: чем выше температура, тем ниже вязкость аморфного вещества.
Википедия.

т.е. аморфным пластилин поскольку он смесь назван быть не может.

Также противоречит определению утверждение

Пластилин вязкотекуч, а резина мягкая (правда, зависит от марки), но не текучая. Всё дело в строении вещества, т.е.зависит его молекул/атомов и связей между ними. И то и то является аморфными телами, только одно вязкотекучее(необратимая деформация), а другое высокоэластичное (обратимая деформация), в зависимости от основного вклада в деформацию.


...Размеры коллоидных частиц варьируются в пределах от 10-7 до 10-5 см....

Размер зерен цемента лежит в пределах от 1 до 100 мкм
википедия.
\

Поэтому к коллоидным системам с большой натяжкой

Ну и т.д.


Всего то будьте точнее в высказываниях. Ведь не химики моментом подхватят и будут обсуждать.



По существу вопрос. Нет ли у Вас как у человека от химии муфеля на 1000 градусов. Все бы теоретические проблемы разом и решили.





Кавалету.

Всетаки попробуйте представить на пальцах. У Вас например десять в двадцать пятой степени атомов 10 сортов. Эти атомы сгрупировались по внутренней склонности при кристаллизации в жесткую структуру. Вы хотите внешними усилиями перестроить этот ансамбль нигде не ошибившись в перестановках на микроуровне и при этом сохранив под микроскопом прежний вид и примерный размер кристаллов.

Почитайте что пишет Almar про металлическую связь, Она бы это позволила, но что делать с ионной и ковалентной, свойственных соединениям в гранитах, для которых что угодно в партнеры не поставить.

Скажите, kavalet, а хим. анализ, дифратометрический анализ(т.е. анализ кристаллической решетки) таких образцов делался? Если нет, то это плохо...

Ошибся на порядок. Но сути не меняет. Свойства парафинов объясняются не столько примесями, сколько размерами и строением молекул самих парафинов.
Несовсем верно. Аморфное состояние подразделяется на: стеклообразное, вязкотекучее и высокоэластичное. Последние виды относятся по-большей части к полимерам. Больше доверяйте Википедии!

Пластилин как смесь двеух фаз не может, но вот воск в его составе может.

Противоречит лишь для пластилина, поскольку он смесь двух фаз. В остальном противоречий нет.

Размеры дисперсных частиц варьируются от нм до мм. Так что прекрасно подходит под определение! Продолжайте доверять википедии! Бетон-диспесная система (ладно, не коллоидная) из собственно цемента и частиц песка. Обвиняете за неточную формулировку, что ж, справедливо, но коли Вы и так в химии понимаете достаточно, то и так могли бы уж догадаться.
Кстати, Вы не ответили на мои вопросы не по теме. Но если тайна, не надо.


Хых!!!!! Ну Вы сказали! Пока нету. И самому тошно на душе от сего досадного факта. Но возник еще вопрос: а если появится(попробую выпросить на кафедре)? Вы что тоже из Новосибирска?

Будем надеяться что кто-нибудь сделает. Делать просто так всяко-разные анализы, бюджетно-зависимые к тому же, никому в голову не приходит. Трудно представить что все что ни попадается под ноги будет подвергаться всем видам анализов известных наукообразной науке. К камням в народе отношение проще: ну камень и камень, оттюкали теслом и уложили. Для того чтобы проводить конкретные виды анализов нужны теоретические обоснования, чтобы знать хотя бы примерно что искать. Вот мы тут и перетираем фишки, чтобы было на что опереться кому-нибудь при постановке задачи.
Скажите, Almar, а у Вас есть возможность какой вид анализов провести: хим или кристаллической решетки? Если нет, то это плохо..

У нас в университете (НГУ) много дифрактометров. Я сам не работаю и не учись на химика- твердотельщика, поскольку я занимаюсь ЯМР-спектроскопией, но вот знакомых у меня там достаточно, при том хороших. Могу их попросить очень хорошо. Также есть очень хорошие знакомые среди химиков-аналитиков, их тоже "подключу".
Но только, когда начнется 4 курс, а он уже близко... Дома, сами понимаете, даже до элементарной лаборатории не дотягиваю. А у Вас есть филиал в Нск?

Ух, товарищи! Спасибо за интереснейшую дискуссию, я аж зачитался. Т.к. химия и физика - не мои специальности, то узнал много нового.

Но вставлю свое словечко:


С точки зрения строгих определений, это действительно так. Но чисто субъективно я действительно наблюдал три четкие "фазы" (условно говоря) в парафине - жидкую, мягкую и твердую (хрупкую). Собственно этим он и хорош для моделирования - вряд ли какое-то другое вещество способно в узком диапазоне температур демонстрировать такой набор состояний.


Вот именно! Almar, должен же быть у Вас доступ к муфелю? На Вас вся надежда!
А то я уж начал искать схемы, как его на кухне собрать
Покупать дороговато, порядка 1000 уе придется выложить...

А что, хорошая мысль и от Нас (болтающих тут в свободное от основных занятий время) совершенно не зависящая в смысле реализации. Тема-то обширная и исследованию подлежит тщательному, потому как интерес к ней выходит за рамками специализаций какой-либо отрасли.