Appunti di tecnologia dei materiali e chimica applicata

SCIENZA E TECNOLOGIA DEI MATERIALI

Talæ materia combine la conoscenze di base scienza dei materiali alle conoscenze tecnico dena tecnologia dei materiali.

MATERIALI: Materia prima resa utilizzabile tramite opportune lavorazioni e trasformazioni, si possono classificare in base a:

• Stato fisico: Solido/Liquido/Gassoso
• Ordine: Amorfo → Cristallini
• Funzione: Strutturale, Sensorielis, Ottica
• Costruenti: Metallichi, Ceramici, Polimerici, Compositi, Elettronici

MATERIALI METALLICI: Sostanze inorganiche che compostió di uno o più elementi metallichi e posso contenere anche elementi non metallichi. Hanno struttura cristallina con disposizione spaziole regolare deghli atomi. Sono buon conduttori termici/elettrici, sono generalmente resistenti alle sollecitazioni meccaniche, duttili e resistenti anche ad alte temperature.

• Le Leghe Metalliche sono combinazioni di due o più metallichi o metalli e non metallichi e si suddividono in:

• Metalli e leghe ferroicie: Contenicion grandi percentuali di ferro come acciai e ghisa.
• Metalli e leghe non ferroi: Non contengono ferro o o contenicion in aceesso quantitivo, come alluminio, rame, zinco, titano e nickel.

Scienza e Tecnologia dei Materiali

Tale materia combina le conoscenze di base sui scienza dei materiali all’aspetto tecnico della lavorazione dei materiali.

Materiali

Mistura prima resa funzionale tramite opportune lavorazioni e trasformazioni, si possono classificare in base a:

• Stato fisico: Solido/Liquido/Gassoso
• Ordine: Amorfi → Cristallini
• Funzione: Strutturale, Biosensore, Ottica
• Costituenti: Metallici, Ceramici, Polimerici, Compositi e Elettronici.

Materiali Metallici

Sostanze inorganiche composte da uno o più elementi metallici e possono contenere anche elementi non metallici. Hanno struttura cristallina con disposizione spaziale regolare degli atomi. Sono buoni conduttori termici/elettrici, sono considerevolmente resistenti alle sollecitazioni meccaniche, duttili e resistenti anche ad alte temperature.

• Le leghe metalliche sono combinazioni di due o più metalli o metalli e non metalli e si suddividono in:
• Metalli e leghe ferrosi: Contengono grandi percentuali di ferro, come acciai e ghisa.
• Metalli e leghe non ferrosi: Non contengono ferro o contengono in piccole quantità, come alluminio, rame, zinco, titanio e nichel.

MATERIALI POLIMERICI

• Materiali formati da lunghi atomi o reticoli di molecole di elementi a base di carbonio idrogeno.
• Cattivi conduttori di elettricità, buoni isolanti elettrici.
• Duttìlità e resistenza meccanica variano notevolmente da un materiale all'altro.
• Hanno basse temperature di decomposizione e fusione.
• Esempi sono polietilene e PVC.

MATERIALI CERAMICI

• Materiali inorganici costituiti da elementi metallici e non-metallici legati chimicamente.
• Possono essere cristallini o parzialmente cristallini.
• Sono duri ma fragili e resistenti alle alte temperature.
• Hanno buone proprietà isolanti e ottima resistenza.
• Esempi sono ottenuti dal cotto d'argilla e dal vetro.

MATERIALI COMPOSITI

• Sono formati da unione di due o più materiali. In genere, consistono di un riempitivo di rinforzo e di una matrice con esso compatibile, legati tra loro.
• I componenti dei materiali compositi non si dissolvono uno nell'altro, ma più spesso l'unione coinvolge l'interfaccia tra i due o più costituenti.
• Compositi più diffusi sono:
• Fibrosi: fibre annegate in una matrice.
• Particolari: particelli annegati in una matrice.
• Esempi: matrice di resina poliestere e fibra di carbonio in matrice di resina epossidica.

MATERIALI PER L'ELETTRONICA

• Materiali usati in elettronica e microelettronica. Il più importante è il silicio puro che viene opportunamente trattato. Importante è anche l'arseniuro di gallio.

Struttura Atomica

Comprendere la struttura atomica di un certo elemento o materiale è fondamentale per comprendere molto delle proprietà dei materiali stessi.

Atomi

Gli atomi sono l'unità base di tutti i materiali. Sono costituiti da 3 particelle subatomiche: protoni, neutroni e elettroni. Tali particelle obbediscono alle leggi della meccanica quantistica e di conseguenza il loro energia è quantizzata, e rispettano anche lo spin e vincoli propri della meccanica quantistica.

Legame Atomico

Si ha un legame atomico tra due o più atomi quando essi possono essere considerati un tutt'uno entro certi range di temperatura/pressione. Ci sono due ti