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Materiali - Coggle Diagram
Materiali
Classi di materiali
Strutturali(per applicazioni strutturali e componentistica, proprietà meccaniche importanti)
Funzionali(applicazioni specifiche in base alle loro carattteristiche idrofobiche isolanti...)
Leghe strutturali
Metalli e leghe
ferrose(acciaio, inox,composti metallico con ferro)
non ferrosi
(alluminio, titanio, rame, nickel..)
materiali inorganici composti da uno o più elementi metallici. Le leghe posso contenere quantità contenute di elementi non metallici (Fe-C). I metalli generalmente sono caratterizzate di strutture cristalline, e sono buoni elettro e termo conduttori. Sono caratterizzati di ottima resistenza e duttilità e mantengono la loro resistenza in un ampio range di temperatura.
Polimeri strutturali
termoplastici, termoindurenti ed elastomeri
materiali organici composti da lunghe catene molecolari contenenti carbonio. Gran parte dei polimeri sono non cristallini, alcuni consistono strutture miste con zone cristalline e non cristalline. Tipicamente hanno bassa densità e meccanicamente sono molto flessibili. Le proprietà meccaniche sono molto variabili. Gran parte dei polimeri sono cattivi conduttori per via dei legami atomici.
Ceramici
(vetro, grafite diamanto)
Ceramici porosi
mattoni, cemento, calcestruzzo, pietre
materiali inorganici composti da elementi metallici e non metallici legati chimicamente. La struttura di essi può essere cristallina, non cristallina o miscela di entrambi. Generalmente sono caratterizzati di altissime temperature di fusione e resistenza chimica, resistenza in alta temperatura ed elevata durezza, però tendono ad essere molto fragili. Hanno pessima conducibilità elettrica.
Composti strutturali
sono miscele di due o più tipi di materiali. Sono caratterizzati di una matrice (metallo, polimero) e fase di rinforzo. Sono appositamente disegnate per contemplare le migliori caratteristiche dei diversi componenti.
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la struttura può essere classificata come:
Struttura atomica(concetti che non si possono vedere come la distanza tra gli atomi, determina le proprietà chimiche, fisiche,termiche, magnetiche, elettriche)
Microstruttura(struttura visibile al mcroscopio)
Macrostruttura(si puù vedere ad occhio nudo)
Proprietà
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Fisiche
Densità
quantità di materiale in unità di volume, la densità relativa è rapportata alla densità dell'acqua (densità meteriale/densità acqua)
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Transizioni di fase
punti termici in cui il materiale cambia im bodo brusco stato fisico, il plasma è il quarto stato della materia(ionizzazione del gas, aurora boeale, neon ecc).
Nel metallo i punti di nucleazione sono i cristalli che si formano quando passa allo stato solido
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Conducibilità termica
attitudine a trasferire energia termica(quanto vibrano gli atomi) si trasferisce tramte elettroni liberi oppure onde vibrazionali.
Materiali conducibili sonobuoni conduttori.
I materiali amorfi sono quelli che non hanno un reticolo interno(polimeri vetro ecc)
Chimiche
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Pericolosità per l'uomo, puo essere indiretta cioè data dalla produzione
Infiammabilità
propensione alla combustione e temperatura necessaria per il sui inizio (dipende dalla dimensione,la polvere è speso infiammabile)
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Requisiti
- Costo
- Peso specifico(densità)
- Modulo elastico(capacità d tornare allo stato iniziale quando sottoposto a sforzi)
- Resistenza statica (degradazione del materiale sottoposto a carichi sotto al limite di elasticità)
- Tenacità(resistenza alla frattura in presenza di graffi)
- Resistenza a fatica (filo di ferro che viene piegato)
Smorzamento delle vibrazioni
- Conducibilità termica
- Diffusibilità termica
- Calore specifico
- Punto di fusione
- Coefficiente di espansione termica
- Resistenza agli shock termici
- Resistenza a creep
- Resistenza all'usura
- Velocità dei corrosione
La scelta del materiale
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Come?
- specitiface i requisiti del componente
- confrontare i requisiti con le proprietà dei materiali(conforntare con le proprietà dei materiali)
- individuare i materiali potenzialmente validi
- individuare i materiali più validi
- scegliere il migliore
Statica
la materia che si occupa di tutte le forze che ci aiutano nel dimensionamento di un materiale (Resistenza sufficiente affinché l’oggetto non si rompa e rigidezza sufficiente affinché l’oggetto non si deformi eccessivamente)
Forza
grandezza vettoriale, intensità, direzione, verso
F=m*a [N] 9,81N =1kgf
massa per acclerazione
Momento
grandezza vettoriale, intensità, direzione, verso
M=Fd [Nm]
Newton per metro
Legge di Hooke
relazione sforzo-deformazione dei materiali elastici.
Un corpo elastico subisce una defirmazione direttamete proporzionale allo sforzo applicato
Modulo di Young
modulo di elasticità longitudinale, costante della legge di Hooke