Riassunto esame Tecnologie dei materiali, Prof. Di Pompeo Valerio, libro consigliato Foundations of materials science and engineering, Smith, Hashemi

Classificazione dei materiali e legami atomici

Appunti introduttivi di scienza e tecnologia dei materiali – riferimento: Smith & Hashemi,

Foundations of Materials Science and Engineering

1. Che cos'è la scienza dei materiali

La scienza dei materiali studia il legame tra lavorazione, microstruttura,

proprietà e prestazioni di un materiale. Cambiare uno di questi elementi cambia

anche gli altri.

Microstruttura: disposizione degli atomi nel materiale.

• Sintesi: estrazione del materiale dal suo stato naturale.

• Lavorazione: trasformazione del materiale in forme utili.

• Ingegneria dei materiali: usa la conoscenza delle proprietà per trasformare i

• materiali in prodotti.

2. Le cinque classi di materiali

Classe Struttura Proprietà tipiche Esempi

Metalli e Cristallina Resistenti, tenaci, duttili, Acciaio, alluminio,

leghe (atomi ordinati) buoni conduttori di calore rame

ed elettricità

Ceramici Cristallina, Alto punto di fusione, alta Allumina, mattoni

inorganica resistenza a compressione,

(metallo + non fragili, cattivi conduttori

metallo)

Vetri Amorfa (a base Fragili; la tempra termica li Vetro temperato

di silice) rinforza

Polimeri Catene Buoni isolanti termici ed Polietilene,

molecolari elettrici, bassa densità poliestere

Compositi Matrice + Combinano i vantaggi dei Fibra di carbonio in

rinforzo componenti resina epossidica,

vetroresina

3. Polimeri: termoplastici e termoindurenti

Termoplastici: catene aggrovigliate ma non legate rigidamente. Si

• ammorbidiscono col calore, buona formabilità e duttilità, riciclabili.

Termoindurenti: catene reticolate (cross-linked). Più resistenti ma più fragili, si

• decompongono col calore, difficili da riciclare (es. poliestere).

4. Compositi

Fibrosi: il rinforzo è costituito da fibre (es. fibra di carbonio, vetroresina).

• Particellari: il rinforzo è costituito da particelle disperse nella matrice.

•

5. Legami atomici (collegamento con le proprietà)

Legame Meccanismo Conseguenza

Ionico Trasferimento di elettroni: Na → Alto punto di fusione, tipico dei

Na⁺ + e⁻, Cl + e⁻ → Cl⁻ ceramici

Covalente Condivisione di elettroni Legame forte e direzionale,

materiali duri

Metallico Elettroni delocalizzati, legame Duttilità e conducibilità dei

non direzionale metalli

Da ricordare all'esame: metalli → duttili e conduttori; ceramici → fragili, resistenti

a compressione; polimeri → isolanti; compositi → matrice + rinforzo; vetro → amorfo.

6. Le quattro famiglie di proprietà

Famiglia Che cosa misura Esempi di grandezze

Mecca