Het belangrijkste verschil tussen orthotrope en anisotrope materialen is dat de orthotrope materialen vergelijkbare resultaten laten zien wanneer vergelijkbare stimuli in slechts drie onderling loodrechte richtingen worden toegepast, terwijl de anisotrope materialen verschillende resultaten laten zien wanneer vergelijkbare stimuli in alle mogelijke richtingen worden toegepast.
Alle materialen die we kennen, hebben chemische en fysische eigenschappen. Deze fysische eigenschappen kunnen mechanische eigenschappen of thermische eigenschappen zijn. En, afhankelijk van mechanische en thermische eigenschappen, kunnen we alle materialen indelen in isotrope, orthotrope en anisotrope materialen. In dit artikel bespreken we orthotrope en anisotrope materialen.
Wat zijn orthotrope materialen?
Orthotrope materialen zijn stoffen die vergelijkbare resultaten laten zien wanneer vergelijkbare stimuli in slechts drie onderling loodrechte richtingen worden toegepast. We zien deze term in de materiaalkunde vooral als een subgroep van anisotrope materialen. Dit komt omdat in beide soorten materialen de mechanische eigenschappen in een bepaalde richting veranderen wanneer externe stimulatie wordt toegepast.
Figuur 01: Hout is een voorbeeld van een orthotroop materiaal
Hout is een bekend voorbeeld van een orthotroop materiaal. Hout heeft drie onderling loodrechte richtingen waarin de eigenschappen van elkaar verschillen. Het is bijvoorbeeld erg stijf langs de korrel, het minst stijf in de radiale richting en enigszins stijf in de omtreksrichting. Dit komt omdat de meeste cellulosevezels op die manier langs de houtnerf zijn uitgelijnd.
Orthotrope materialen zijn een subset van anisotrope materialen. De eigenschappen van deze materialen zijn afhankelijk van de richting waarin ze worden gemeten. Er zijn drie vlakken of assen van symmetrie in orthotrope materialen. Isotrope materialen daarentegen hebben in alle richtingen dezelfde eigenschappen.
Wat zijn anisotrope materialen?
Anisotrope materialen zijn stoffen die verschillende resultaten laten zien wanneer vergelijkbare stimuli in alle mogelijke richtingen worden toegepast. Dit is dus het tegenovergestelde van isotropie. We kunnen het definiëren als een verschil wanneer gemeten langs verschillende assen, rekening houdend met de fysieke of mechanische eigenschappen van het materiaal. Een goed voorbeeld van een anisotroop materiaal is licht dat door een polarisator komt.
Als we kijken naar de kenmerken van anisotrope materialen, zijn de eigenschappen van deze materialen richtingsafhankelijk en is de brekingsindex meer dan één. Bovendien is chemische binding onzeker en kan licht door anisotrope materialen gaan, hoewel de lichtsnelheid door het materiaal in verschillende richtingen verschillend is. Naast het bovenstaande verschijnen deze materialen in een lichte kleur en kunnen we ook dubbele breking waarnemen.
Wat is het verschil tussen orthotroop en anisotroop?
We kunnen alle materialen die we kennen in drie groepen indelen als isotrope, orthotrope en anisotrope materialen. Het belangrijkste verschil tussen orthotrope en anisotrope materialen is dat de orthotrope materialen vergelijkbare resultaten laten zien wanneer vergelijkbare stimuli in slechts drie onderling loodrechte richtingen worden toegepast, terwijl de anisotrope materialen verschillende resultaten laten zien wanneer vergelijkbare stimuli in alle mogelijke richtingen worden toegepast.
Bovendien is de brekingsindex van orthotroop materiaal minder dan één, maar die van anisotroop materiaal hoger dan één.
De volgende infographic geeft een overzicht van de verschillen tussen orthotrope en anisotrope materialen in tabelvorm.
Samenvatting – Orthotroop versus anisotroop
Materialen zijn er in drie hoofdtypen, afhankelijk van de mechanische en thermische eigenschappen, zoals isotrope, orthotrope en anisotrope materialen. Het belangrijkste verschil tussen orthotrope en anisotrope materialen is dat orthotrope materialen vergelijkbare resultaten laten zien wanneer vergelijkbare stimuli in slechts drie onderling loodrechte richtingen worden toegepast, terwijl anisotrope materialen verschillende resultaten laten zien wanneer vergelijkbare stimuli in alle mogelijke richtingen worden toegepast.
