Одређивање хемијске стабилности материјала може се спровести из следећих аспеката:
I. Теоријска анализа
1. Постављање Анализа хемијског састава
Разумевање хемијског састава материјала је основа за процењивање њихове хемијске стабилности. На пример, за металне материјале, хемијска стабилност чистих метала је обично повезана са њиховим положајем у серијама активности метала. Драгоцени метали као што су злато (Ау) и платина (Пт) имају релативно стабилна хемијска својства јер се налазе на задњој страни металног серијала активности и нису склони реакцији са уобичајеним киселинама, алкалима и солима. Метали као што су гвожђе (Fe) и цинк (Zn) су релативно активни и имају нешто слабију хемијску стабилност.
За полимерне материјале, њихова хемијска стабилност је повезана са структуром и саставом молекуларних ланца. Полимерни материјали који садрже више ненасићених веза (као што су угљен-угљен двоструке везе) могу имати слабију хемијску стабилност јер су ненасићене везе склоне додавању, оксидацији и другим реакцијама. На пример, природна гума садржи велики број угљен-углеродних двојних веза и лако се оксидира кисеоником, што доводи до старења гуме.
2. Постављање Анализа кристалне структуре (за кристалне материјале)
Кристална структура материјала може утицати на њихову хемијску стабилност. На пример, у металним кристалима, блиско упаковане кристалне структуре (као што су лицево центрирана кубична паковања и шестоугаони блиско упаковани паковања) обично су стабилније од металних кристала са кубичним пакованим структурама центрисаним у телу. То је зато што блиска структура чини да су везе између атома ближе и теже да спољне супстанце прођу и реагују.
За јонске кристале, величина енергије решетка такође може одражавати њихову хемијску стабилност. Јонски кристали са високом енергијом решетке (као што је магнезијум оксид MgO) имају релативно високу хемијску стабилност јер су јонске везе јаке и потребна је релативно велика количина енергије за разбијање ових јонских веза, што кристалима чини мање вероватно да прођу хемијске реакције у норма
II. Експериментални тестови
1. у вези са Испитивања отпорности на корозију
Испит са сољним прскањем: Ово је широко коришћена метода испитивања металних материјала и материјала са заштитним премазима. Узори материјала стављају се у пробној комори са прскањем соли и прскају раствором натријум хлорида (на пример, у неутралном испиту са прскањем соли, користи се сланина са натријум хлоридом са концентрацијом од 50 g/l и вредношћу pH између 6,5 и 7,5) како Погледајте да ли се на површини материјала у одређеном временском периоду (као што су 24 сата, 48 сати, 72 сата итд.) појављују рђавина, корозија, пупори и друга појава. Ако материјал показује очигледну корозију у релативно кратком времену, то указује на његову лошу хемијску стабилност.
Испит потапања: Изаберите одговарајуће растворе потапања у складу са окружењем коришћења материјала. На пример, за материјале који се могу користити у киселом окружењу, они се могу потопити у одређену концентрацију киселог раствора (као што су сулфурна киселина, хлороводна киселина итд.); за материјале који се користе у алкалном окружењу, они се потопају у алкални ра Погледајте промену масе и промену морфологије површине материјала током процеса потапања. Ако материјал доживи велики губитак масе и појаву корозијских јама на површини током процеса потапања, то указује на то да његова хемијска стабилност није добра.
2. Уколико је потребно. Испитивања топлотне стабилности
Термогравиметријска анализа (ТГА): Под програмираном контролом температуре, мере се однос између масе материјала и температуре. Када се материјал загреје, ако се на релативно ниској температури појави очигледан губитак масе, то може бити због тога што је материјал подвргнут распадању, оксидацији и другим хемијским реакцијама. На пример, неки органски полимерни материјали ће бити подвргнути топлотној декомпозицији на високим температурама, а кроз ТГА, топлотну декомпозицију може се одредити како би се проценила њихова хемијска стабилност у окружењу високих температура.
Диференцијална калориметрија за скенирање (ДСЦ): Може мерети промену топлоте материјала током процеса загревања или хлађења. Ако материјал показује ендотермичне или егзотермичне врхове током процеса загревања, то може бити због фазних прелаза, хемијских реакција итд. Анализирајући положај и величину ових врхова, може се проценити хемијска стабилност материјала. На пример, одређене легуре ће проћи фазне прелазе на одређеним температурама, а овај фазни прелаз може утицати на хемијску стабилност материјала.
3. Уколико је потребно. Испитивање окисливачке стабилности Убрзани тест окисливања: за материјале који су склони оксидацији (као што су метали, масти итд.), стабилност оксидације се може проценити убрзаним тестом окисливања. На пример, у окружењу са високом температуром и високим садржајем кисеоника, посматрајте брзину оксидације материјала. За металне материјале, дебљину раста оксидног филма и повећање масе се могу измерити како би се проценила њихова стабилност оксидације. За масти, степен оксидације се може измерити откривањем индикатора као што је вредност пероксида. Ако материјал има брзу брзину оксидације у испиту убрзаног оксидације, то указује на његову лошу хемијску стабилност.
4. Уколико је потребно. Испитивање реактивности са другим супстанцама Материјал се може подвргнути контактном испиту са другим супстанцама са којима може доћи у контакт (као што су растварачи, други материјали итд.). На пример, за материјале за паковање, потребно је испитати реактивност са компонентама хране (као што су масти, киселине, алкали, итд.). Материјал се доводи у контакт са симулацијама хране, а откривањем да ли постоји миграција супстанце и да ли се материјал променио, може се проценити његова хемијска стабилност. За композитне материјале неопходно је тестирати да ли ће се десити хемијске реакције између различитих материјала, што може утицати на свеукупне перформансе материјала.
EN