Lezioni, Metallurgia e materiali non metallici

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Author: Federico88

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Appunti contengono i seguenti argomenti trattati durante il corso della professoressa Lecis:- Leghe metalliche ed applicazioni dei diagrammi di stato Introduzione ai metalli ed alle leghe …

Esame Metallurgia e materiali non metallici

Facoltà Ingegneria industriale

Dal corso del Prof. Lecis Nora Francesca Maria

Università Politecnico di Milano

A.A. 2007-2008

117 pagine

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Metallurgia e materiali non metallici

Programma preventivo: 04/03/2008

Struttura atomica e caratteristiche macroscopiche

Materiali metallici: differente struttura e differenti caratteristiche di impiego.

Materiali ceramici.

Materiali polimerici.

Solidi metallici: reticolo cristallino (particolare dimensione degli atomi nella struttura atomica).

Difetti - certe volte la struttura non è perfetta.

Possono essere puntiformi, di linea o di superficie.
Certe volte questi difetti vengono sfruttati per scopi ingegneristici:
- Difetti puntiformi = diffusione (far penetrare un altro elemento nel metallo: es. O₂ ossigeno / N₂ azoto / C₅H₁₀ S₅).
- Difetti di linea (dislocazioni) = deformazione di reticoli cristallini.

Definizione delle prove meccaniche per determinare le caratteristiche dei metalli (lezione teorica e laboratorio pratica).

1° laboratorio => microstruttura materiali metallici (microscopio).

Prova meccanica di trazione.

Prova meccanica di durezza.

Diagrammi di stato, leghe (acciai).

Classi degli acciai e loro utilizzo (costruzioni, bonifica, etc…).

Ligne e metalli leggeri (Al, Mg…).

Materiali ceramici e polimerici.

2° laboratorio => tecnico per impiego dei materiali.

3° laboratorio => esempi applicativi.

4° laboratorio => approfondimento (mercato dei metalli leggeri).

Atomo → tassello fondamentale della materia.

Elettroni dell'ultimo orbitale (shell) → sono quelli disponibili; gli atomi leggeri contengono un n° finito di elettroni (8 max).

Perché gli atomi tendono a completare l'ottetto.

Metallurgia e materiali non metallici

Programma preventivo: 04/03/2008.

Struttura atomica e caratteristiche macroscopiche

Materiali metallici.

Materiali ceramici.

Polimeri.

Differenze struttura e differente caratteristiche di impiego.

Solidi metallici: reticolo cristallino (particolari disposizioni degli atomi nella struttura atomica).

Difetti: certe volte la struttura non è perfetta.

Possono essere puntiformi, di linea e di superficie.
Certe volte questi difetti vengono sfruttati per scopi ingegneristici:
- Difetti puntiformi = diffusione (per penetrare un altro elemento nei metalli es. O2, ossigeno / 10.
- Difetti di linea (dislocazioni) = deformazione del reticolo cristallino.

Definizione delle prove meccaniche per determinare le caratteristiche di un metallo (lezione teorica e laboratorio pratica).

1° laboratorio => microstruttura materiali metallici: (microscopio prova meccanica di trazione prova meccanica di durezza.

Diagrammi di stato, leghe (acciaio).

Classi degli acciai e loro utilizzo (costruzione, bonifica, etc...).

Ghise e metalli leggeri (Al, Mg...).

Materiali: ceramica e polimeri.

2° laboratorio => metodo per impiego dei materiali.

3° laboratorio => esempi applicativi.

4° laboratorio => approfondimento (mercato dei metalli leggeri).

Atomo = tassello fondamentale della materia.

Elettroni dell'ultimo orbitale (shell) => sono quelli disponibili degli atomi (leganti con altri: n° piene= balance, n° vuote= pose=imamente recordi gli atomi tendono a completare il ottetto).

Se r < r₀ ⇒ repulsione.

Se r > r₀ ⇒ attrazione.

Questi grafici variano da elemento a elemento, e determinano le caratteristiche dei materiali (ex: punto di fusione, rigidità determinata dal modulo di Young, etc.).

Legami atomici

Legami atomici → fatti dagli atomi per completare l'ottetto.

Legame ionico → legame forte, ex Al₂O₃, l'ione è elettrone, bassa conducibilità.

Legame covalente → molecola polare (direzionalità) durezza, resistenza alle deformazioni ex: diamante, SiO₂, etc.

Legame può essere forte o debole, a seconda degli atomi.

Legame metallico → gli ioni positivi sono immersi in una nube elettronica (non è polare e non è direzionale), buona conducibilità elettrica e termica, è elastico e si può deformare.

Nube elettronica.

Energia di legame

Energia di legame (Kcal/mol).

Legame ionico: 150-370.
Legame covalente: 125-300.
Legame metallico: 25-200.
Van der Waals: <10.

Caratteristiche dei solidi metallici

Resistenza meccanica elevata e facilità di deformazione plastica.
Facilità a formare leghe.
duttilità.
Buona conducibilità termica ed elettrica.

È più difficilmente deformabile un solido ionico rispetto ad un solido metallico a causa della struttura atomica e ioni sono attratti gli uni agli altri nel legame ionico e per questo è più difficilmente plastico alle forze esterne - nel metallo gli ioni son circondati da una nube elettronica ed è più facilmente plastico.

Reticoli cristallini

Durante la solidificazione i materiali si dispongono secondo una struttura cristallina (hanno un ordine a lungo raggio).

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