等方性材料は、あらゆる方向に同じ物理的特性を示します。これは、彼らの行動が、適用された力またはストレスの方向に依存しないことを意味します。ここにいくつかの重要なプロパティがあります:
機械的特性:
* 均一な弾力性: 材料は、印加された応力下ですべての方向に均等に伸びまたは圧縮されます。これは、ヤング率、ポアソン比、せん断弾性率が方向に関係なく一定であることを意味します。
* 等しい強度: 材料は、すべての方向で同じ強度(降伏強度、引張強度など)を持っています。
* 均一な熱膨張: 材料は、温度変化にさらされると、すべての方向に均一に拡張または縮小します。
* 等方性伝導率: 材料は、あらゆる方向に熱または電気を等しく行います。
* 等音響インピーダンス: 音波は、素材内のすべての方向に同じ速度で移動します。
光学特性:
* 均一な屈折率: 光は、材料内のすべての方向に同じ速度で移動します。つまり、複屈折(二重屈折)がありません。
* 等偏光: 等方性材料を通過するとき、光は偏光ではありません。
等方性材料の例:
* 金属: ほとんどの金属は、鋼、アルミニウム、銅、金を含む等方性です。
* メガネ: 一般的なガラスは等方性ですが、一部の特殊なメガネは異方性です。
* ポリマー: 多くのポリマー、特にランダム分子構造を持つポリマーは等方性です。
* 液体とガス: 液体とガスは、一般に、その液体の性質のために等方性と見なされます。
例外:
* 木: やや等方性と考えられていますが、木材は穀物に沿ってより高い強度があります。
* 複合材料: 複合材料は、多くの場合、異なる特性を持つ異なる材料で構成されており、異方性になります。
* 結晶固体: 一部の結晶性材料は、原子の順序付けられた配置により異方性になる可能性があります。
等方性の重要性:
等方性は材料のモデリングと分析を簡素化し、さまざまな条件下での行動を予測および計算しやすくします。多くのエンジニアリングアプリケーションは、一貫した予測可能な特性について等方性材料に依存しています。
注: 多くの材料は等方性と見なされますが、完全な等方性は実際にはめったに達成されません。ただし、多くの材料は、実用的なエンジニアリングの目的で等方性として近似できます。