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I MATERIALI E LE LORO PROPRIETA’ - Coggle Diagram
I MATERIALI E LE
LORO PROPRIETA’
Che cos'è?
materia è tutto ciò che ha forma, massa, volume senza avere un uso specifico.
Invece con il termine materiale intendiamo un particolare tipo di materia, che ha un suo utilizzo specifico.
Lo si può trovare in 3 stati:
Solido:
formato da legami intermolecolari, interatomici che “bloccano” le particelle costituenti, in posizioni fisse, per cui a livello microscopico si possono presentare con strutture:
ordinate e geometricamente regolari dette cristalli.
"disordinate" e irregolari dette amorfe.
Gassoso:
I gas sono composti di molecole legate da legami deboli o nulli, con alta energia cinetica e movimento disordinato, occupando tutto lo spazio disponibile.
anno proprietà come alta compressibilità e espandibilità termica, bassa viscosità, bassa densità, e diversi gas sono miscibili in qualsiasi rapporto, possono anche essere infiammabili.
Liquido:
Nel liquido, le particelle sono in movimento continuo, ma le attrazioni molecolari mantengono le molecole vicine.
Le molecole scorrono le une sulle altre, dando origine alle proprietà dei liquidi. Alcune di queste proprietà includono tensione superficiale, capillarità, tensione di vapore e viscosità.
Come funziona la loro scienza?
Principalmente basata sulla chimica, fisica, e ingegneria.
studia le relazioni tra la struttura e le proprietà e l’interazione dei materiali stessi con l’ambiente e la salute.
si basa su un tetraedro ai cui vertici ci sono i
fondamenti di questa scienza, che sono collegati tra loro:
proprietà:
cioè la funzione della struttura le proprietà sono le
caratteristiche (proprie) del materiale a livello macroscopico.
prestazioni:
cioè descrivono il comportamento del materiale
nelle condizioni d’uso (ideali) reali.
struttura:
cioè come è fatto e quali sono le proprietà
del materiale a livello microscopico, la sua composizione
chimica.
processo:
cioè l’iter di ideazione, produzione e sviluppo e le
applicazioni del materiale.
Come si classificano i materiali?
In base all’origine i materiali, si possono suddividere in tre
grandi famiglie:
materiali naturali modificati:
Sono quelli che conservano inalterati la loro composizione interna ma sono parzialmente trasformati dall’uomo nella forma e nelle caratteristiche.
materiali artificiali:
sono quelli la cui composizione è ottenuta attraverso particolari processi di trasformazione di prodotti naturali.
materiali naturali:
Sono quelli che vengono utilizzati così
come si trovano in natura.
In base alla composizione chimica e della struttura possiamo
raggruppare i materiali in 4 “gruppi”:
Non metallici
hanno proprietà opposte ai metalli, ma hanno delle caratteristiche peculiari, possono essere solidi, liquidi, gassosi.
Polimerici
Composti organici macromolecolari, sintetici o naturali, sono caratterizzati da catene molecolari, densità bassa, stabilità dimensionale e buone proprietà meccaniche
Sono lavorabili e reagiscono alla temperatura, ammorbidendosi o bruciando.
Possono essere di origine naturale, come gomma, legno, lana, seta e bitumi, o artificiali, come termoplastici, termoindurenti ed elastomeri.
Metallici
Gli elementi metallici cristallini sono forti, densi, malleabili, duttili, conducono calore ed elettricità e sono poco trasparenti alla luce.
Esempi includono acciai, alluminio, rame, magnesio, nichel, titanio e zinco, insieme alle rispettive leghe.
Ceramici-lapidei-vetrosi (C-L-V).
Ossidi e/o silicati hanno struttura cristallina (tranne il vetro);
Sono duri, fragili, resistenti a corrosione ed usura, non conducono calore ed elettricità e presentano elevate temperature di fusione.
Ed infine ci sono i materiali compositi sono ottenuti miscelando o incollando due o più materiali mutuamente insolubili che costituisce la matrice, le gli altri la carica
e può agire
rinforzo:
destinato a migliorare rigidezza e resistenza nel
caso dei materiali strutturali.
riempitivo:
resistenza alla fiamma, all’abrasione, all’impatto e
conducibilità elettrica.
Quali sono proprietà strutturali?
Materiali (solidi) possono avere:
Struttura amorfa.
Struttura con zone amorfe e zone cristalline (es, i polimeri).
Struttura cristallina.
I materiali, possono essere:
omogenei:
cioè costituiti da una sola sostanza o diverse sostanze
solubili tra loro allo stato liquido/gassoso/solido.
eterogenei:
cioè costituiti da componenti non solubili (ad es. laterizi, porcellane).
Dalla struttura dipende anche come variano le proprietà cioè se il materiale è:
isotropo:
quando le sue proprietà sono uguali in tutte le direzioni.
anisotropo:
quando le sue proprietà variano con le direzioni.