Domande tipo esame di scienze e tecnologie dei materiali

1) "Anche il ferro migliore diventa friabile se battuto troppe volte".

Giustifica questa affermazione in poche righe.

Esiste un metodo di rafforzamento di un materiale metallico chiamato incrudimento

che viene effettuato con cicli di deformazione del materiale stesso.

A causa della deformazione plastica le dislocazioni presenti nel reticolo cristallino

tendono ad addensarsi e ciò produce un indurimento del mio materiale.

Ciò è vantaggioso se ho un particolare interesse nell'avere un materiale con un

carico di snervamento più elevato ma l'aumento di durezza provoca un

infragilimento del materiale. Una spada di ferro ben incrudita può avere un

comportamento fragile.

2) "Anche in assenza di sollecitazioni esterne un materiale può risentire

di sollecitazioni di trazione e compressione".

Giustifica questa affermazioni in poche righe.

L'inserimento di difetti sostituzionali con atomi più grandi dell'atomo sostituito

producono tensioni di compressione e viceversa atomi sostituzionali più piccoli

dell'atomo sostituito producono tensioni di trazione. Anche le dislocazioni

producono sforzi di compressione nelle vicinanze della stessa e sforzi di trazione

là dove è assente.

Inoltre un materiale vincolato esternamente che subisce una

dilatazione/contrazione termica va in contro a sforzi di compressione/trazione.

3) Esistono materiali metallici caratterizzati dall'assenza di un reticolo cristallino? Se

la risposta è affermativa spiega brevemente il trattamento grazie al quale si possono

ottenere.

È la motivazione principale per cui può essere fuorviante definire i vetri

semplicemente come materiali con strutture amorfe; anche i polimeri o addirittura

una particolare classe di metalli (vetri metallici) possono possedere una struttura

amorfa e non cristallina. Possiamo ottenere i vetri metallici tramite un

raffreddamento molto rapido; a causa di questo raffreddamento rapido non diamo il

tempo al nostro materiale metallico di formare una struttura cristallina ben definita.

4) Allo zero assoluto (0 K) cosa accade alle vacanze presenti in un reticolo

cristallino?

Secondo la legge di tipo Arrhenius quanto più alta è la temperatura tanto è più

elevato il numero di vacanze in un reticolo cristallino.

Allo zero kelvin dovremmo avere la totale assenza dei questi difetti puntuali.

5) Se si produce una soluzione solida formata da ferro (solvente), con un reticolo

cristallino cubico a corpo centrato, e un soluto come il carbonio,

quale struttura cristallina avrà la mia soluzione solida risultante?

La soluzione solida avrà una struttura cristallina cubica a corpo centrato;

caratteristica principale di una soluzione solida è il mantenimento della struttura

cristallina del solvente qualsiasi soluto venga inserito in soluzione.

6) Quale struttura cristallina cubica ha la lacuna di dimensioni più grandi? Quale

geometria ha la lacuna?

Nel reticolo cubico a corpo centrato abbiamo molte lacune di tipo ottaedrico o

tetraedico ma tutte di piccole dimensioni. Mentre il reticolo cubico a facce centrate

presenta poche lacune ma di grandi dimensioni; la lacuna di più grandi dimensioni

si presenta in questo ultimo reticolo e possiede forma ottaedrica.