Materiali e proprietà

I materiali e le loro proprietà

I materiali possono essere classificati secondo vari criteri ma noi per motivi pratici e tecnici li classifichiamo in metallici, non metallici e composti.
I materiali metallici sono quelli più utilizzati nell'industria, si presentano allo stato solido e sono buoni conduttori dell'elettricità, del calore e resistono bene alle sollecitazioni esterne.
I materiali non metallici si presentano allo stato liquido, solido e gassoso. Questi sono cattivi conduttori di calore ed elettricità e resistono poco alle sollecitazioni esterne.
I materiali composti sono materiali artificiali composti da 1 o più materiali.
Le proprietà di un composto sono diverse da quelle dei materiali che lo compongono.

La conoscenza delle proprietà di un materiale può aiutarci a capire i comportamenti da tenere durante la lavorazione.
Le proprietà più importanti sono:
- Le proprietà chimico-strutturali;
- Le proprietà chimiche;
- Le proprietà fisiche;
- Le proprietà meccaniche;
- Le proprietà tecnologiche.
Queste proprietà vengono controllate tramite l'uso di criteri normalizzati. Le proprietà chimiche riguardano:
- La forma del reticolo cristallino;
- La configurazione atomica;
- L'orientamento e la dimensione dei cristalli.

Gli atomi sono disposti a formare una struttura chiamata reticolo cristallino e da questo dipendono le proprietà meccaniche e tecnologiche.
La più piccola parte del reticolo si chiama cella elementare e le principali sono: la cella cubica a corpo centrato, la cella cubica a faccia centrata e la cella esagonale.

La dimensione dei cristalli si distingue in cristalli a grana piccola e a grana grande; i primi misurano qualche millesimo di millimetro, i secondi qualche decimo.
I cristalli a grana grande sono più fragili e duri, quelli a grana piccola sono più elastici.
La grandezza dei cristalli dipende dal tempo di raffreddamento: più un materiale raffredda, più le grane dei cristalli sono grandi.
Con processi quali laminazione ed estrusione è possibile orientare la struttura cristallina a proprio piacimento.

Proprietà chimiche dei metalli molto importanti sono il comportamento alla corrosione e il comportamento all'ossidazione.
La corrosione è dovuta al interazione del materiali con acqua, aria, acidi e batteri e può portare a grippaggi.
La corrosione può essere:
- A umido: causata dagli agenti chimici come acidi e soluzioni saline.
- A secco: causata dall'interazione del metalli con i gas contenuti nell'atmosfera.

Per proteggere il metallo dagli agenti si passa da un processo protettivo che creerà una barriera contro l'atmosfera. La prima fase del processo sta nel preparare la superficie metallica e consiste nell'eliminarli i corpi estranei presenti.
Per eliminare i corpi estranei esistono vari metodi; i più importanti sono:
Lo sgrassaggio che viene eseguito tramite l'uso di solventi e ha lo scopo di eliminare il grasso da una superficie.
La pulizia manuale che viene effettuata a mano tramite l'uso di utensili quali spazzole, raschietti, martelli e quant'altro.
La sabbiatura che viene effettuata tramite il lancio di particelle abrasive come granuli di ghisa o sabbia non marina.
Il decapaggio che consiste nell'immersione della superficie lavorativa in vasche contenenti acidi fosforici.
La fosfatazione che consiste di raggiungere una resistenza alla corrosione molto elevata.

I metalli si possono proteggere anche tramite metodi di verniciatura; il primo passo sta nell'applicare il fondo antiruggine che prepara il supporto alle fasi successive, il secondo passo è un passo opzionale dove si applica il sottosmalto che viene usato solo per risultati estetici eccezionali.
Nell'ultimo passo si applica lo smalto finale che è a diretto contatto con l'atmosfera.

La vernice può essere applicata tramite metodi differenti alcuni sono:
L'atomizzazione; nella quale la vernice viene spruzzata su il supporto e in questo modo la verniciatura è uniforme.
L'immersione, durante l'immersione; il pezzo viene immerso in una vasca nella quale si trova la vernice. Con questo metodo non si hanno perdite di prodotto ma l'aspetto eccezionale non è dei migliori.
L'elettrodeposizione; questa tecnica è simile all'immersione a parte nel fatto che la vernice si dirige verso l'oggetto perché sfrutta l'effetto elettrolitico.
Metodo a polvere; con questa tecnica il prodotto si deposita sul pezzo e li viene stabilizzata tramite riscaldamento.

Proprietà fisiche:

La densità fa parte delle proprietà fisiche ed è il rapporto tra la massa e il volume di un materiale; distinguiamo materiali pesanti, leggeri e ultra leggeri, i quali sono usati in campo navale e aeronautico.

La temperatura di fusione è una proprietà fisica che ci indica a che punto un materiale solido comincia a passare allo stato liquido. Esistono materiali refrattari, normali e fondenti.

La capacità termica è una proprietà fisica che ci indica la quantità di calore necessaria per far aumentare di un grado la temperatura di un corpo.

La conducibilità termica è la capacità di un materiale a trasmettere il calore; esistono materiali buoni conduttori e materiai cattivi conduttori che in genere sono non metalli

La conducibilità elettrica è la capacità di un materiale a trasmettere l'elettricità
Ci sono materiali buoni conduttori che in genere sono metalli e cattivi conduttori che in genere sono non metalli.