Tecnologia dei materiali

TA 01.10.2013

Libri

Chimica applicata di Cesare Brisica: cap 5, cap 16, cap 17.

Scienza e tecnologia dei materiali di William Smith: da cap 1 a cap 6.

Tecnologia dei materiali e chimica applicata di Marchese: cap 5, par 6.5, par 7.1.

TA 03.10.2013

Cristallo

Solido composto da atomi, ioni o molecole organizzate in un modello che si ripete nelle tre dimensioni.

Struttura cristallina

Sequenza ordinata e ripetitiva nelle tre dimensioni dello spazio di atomi e ioni.

Reticolo cristallino

Sequenza tridimensionale di punti, ognuno dei quali ha punti prossimali identici (sono tutti uguali).

Cella elementare

Opportuna unità base del reticolo cristallino che si ripete. Le lunghezze degli assi e gli angoli tra gli assi sono le costanti reticolari della cella. In natura ci possono essere 14 tipi di celle elementari.

TA 01.10.2013

Libri

Chimica applicata: cap 5, cap 16, cap 17.

Scienza e tecnologia dei materiali: da cap 1 a cap 6.

Tecnologia dei materiali e chimica applicata: cap 5, par 6.5, par 7.1.

TA 03.10.2013

Cristallo

Solido composto da atomi, ioni e molecole organizzate in un modello che si ripete nelle tre dimensioni.

Struttura cristallina

Sequenza ordinata e ripetitiva nelle tre dimensioni dello spazio di atomi e ioni.

Reticolo cristallino

Sequenza tridimensionale di punti, ognuno dei quali ha punti prossimali identici (sono tutti uguali).

Cella elementare

Opportuna unità base del reticolo cristallino che si ripete di lunghezze degli assi e gli angoli tra gli assi sono le costanti reticolari della cella. In natura ci possono essere più tipi di celle elementari.

Strutture cristalline metalliche

• CCC (cella cubica a corpo centrale)
• CFC (cella cubica a facce centrate)
• EC (cella esagonale compatta)

Cella cubica a corpo centrale

Contiene al suo interno un atomo completo e ad ogni spigolo si trova 1/8 di atomo. 8 e alle condizioni uno spigolo.

Possiede un numero atomico pari a 2.

Per numero atomico si intende il numero di atomi interi contenuti nella cella.

Tre atomi diversi si trovano sulla diagonale del cubo.

a = diagonale cubo.

R = raggio atomo.

1/R = 8/a.

Possiede un fattore di compattazione atomico (FA) pari al rapporto tra il volume pieno e il volume totale della cella.

FCA (CC) = V (8 atomi = sfere) / V (volume cella = cubo) = 1/8.

Questo fattore indica quanto è densa la materia.

Cella cubica a facce centrate

Contiene 6 metà di atomi e ad ogni spigolo si trova un 1/8 di atomo.

Possiede un numero atomico pari a 4.

Tre atomi diversi si toccano sulla diagonale di ogni faccia.

4R = √2a.

Possiede un fattore di compattazione atomico (FCA) pari al rapporto tra il volume pieno e il volume totale della cella.

FCA (FCC) = _{√(Volume atomi = sfere)}/^{√(Volume cella = cubo)} = 0,74.

Questo fattore indica quanto è densa la materia.

Materiale polimorfico

Un materiale è polimorfico quando ha la capacità di esistere in più di una forma cristallina in funzione di temperatura e pressione.

Uno di questi materiali è il ferro (Fe).

• Ferro ⍺: possiede una cella cubica a corpo centrata (CC) ed esiste tra ^-137° e ^900°.
• Ferro: possiede una cella cubica a facce centrate (FCC) ed esiste tra ^912° e ^1.394°.
• Ferro: possiede una cella cubica a corpo centrata (CC) ed esiste per ^1.394° e ^1539°.

Ogni volta che cambia struttura cristallina aumenta sempre il lato della cella.

Metodi di studio dei solidi

Osservazioni macroscopiche

• Occhio nudo
• Microscopio 20x

Osservazioni microscopiche

• Microscopio ottico 200x
• Microscopio elettronico 200000x

Diffrazione dei raggi X

• Radiazioni elettromagnetiche
• λ compreso tra 0,1 e 100

Errori/imperfezioni

Tutti i reticoli da noi studiati sono ideali. Ogni differenza di reticolo rispetto al reticolo ideale è detta errore o imperfezione.

Questi possono essere:

1. Puntiformi: si interrompe localmente la continuità dell'elemento.
2. Lineari: se una intera fila di atomi risulta irregolare.
3. Superficiali: se un'intera regione di spazio risulta irregolare.

Imperfezioni puntiformi

• Valenza
• Atomo mancante
• Atomo in più

Imperfezioni lineari

• A spigolo
• Dislocazione a vite
• Fila spostata

Imperfezioni superficiali

• Bordi di grano
• Fasi di solidificazione