Appunti riscritti Tecnologia dei materiali e chimica applicata

SCIENZA E INGEGNERIA DEI MATERIALI

ETÀ DELLA PIETRA → ETÀ DEL RAME → ETÀ DEL BRONZO → ETÀ DEL FERRO

SCIENZA DEI MATERIALI → Si limita del rapporto fra le strutture e le proprietà di un mat.

INGEGNERIA DEI MATERIALI → Progettazione delle strutture di un materiale allo scopo di: accorrelare fra struttura e proprietà.

MATERIALE → Sostanze fisiche e solide isolate per produrre oggetti.

STRUTTURA → disposizione delle unità fondamentali di un materiale (legame e geometria).

PROPRIETÀ → Comportamento del materiale se soggetto a sollecitazioni. MECCANICHE, ELETTRICHE, CHIMICHE, TERMICHE, MAGNETICHE, OTTICHE O DI DEGRADAMENTO.

LIVELLI DI STRUTTURA

• MACROSTRUTTURA → osservabile
• MICROSTRUTTURA → osservabile al microscopio
• STRUTTURA ATOMICA → disposizione atomi

CLASSIFICAZIONE DEI MATERIALI

• SU BASE CHIMICA
  • METALLICI → atomi ordinati su c'è delocalizzati suotr sopici resistenti duttili e ottimi conduttori termici ed elettrici
  • CERAMICI → sfalabili, resistenti, duri ma fragili. isolanti termici e elettrici
  • POLIMERICI → prodotti recuperabili organici, si not poes offrti e multsfabili
  • COMPOSITI → composti de edtti materiali
  • AVANZATI
    • SEMICONDUTTORI
    • BIOLOGICI
    • SMART MATERIALS
    • NANOMATERIALI
• SU BASE FUNZIONALE
  • BIOMEDICI
  • STRUTTURALI
  • AEROSPAZIALI
  • ELETTRONICI
  • MAGNETICI
  • OTTICI
  • INTELLIGENTI
  • ENERGETICI

PROPRIETÀ DEI MATERIALI

• DENSITÀ
• RIGIDITÀ → Capacità di non deformare

• Resistenza a rottura → resistenza ad un carico costante

• Resistenza a frattura (resilienza) → ad un urto

• Conducibilità elettrica

Legami Chimici

Orbitali e proprietà degli E.L.E.M.

Un legame è la proprietà degli atomi

di costruire con altri atomi dei gruppi con caratteristiche diverse, le sue

proprietà dipendono dall’energia (dell’orbitale e degli elettroni.)

• L’energia progress. Fornire legami per circle lo “spin”.

Elettronegatività

• Tendence ad ottenere E- e legame

• Cresce che si va da “n basso” ell e lunghi; gruppi.

Formazini di un legame

Le energie sono continue e possibili di

sterfarcena

Sta utilizzata G.

• Si lavora su un cubo e si determinano le posizioni dei atomi nel cubo.

Sta utilizzata CFC

Si lavora 8 atomi ai vertici e pari uno in ogni faccia (6 in totale).

Il numero di coordinazione (n° atomi stoccati su un atomo) è 12 mentre il fattore di impacchettamento atomico

^{FIA =}_{AT%OMIV COLLA}

= 4 3/3 = 0,74

Quando il 74% è occupato. Si lavora 6 atomi per faccia e quindi 12 atomi totali.

1. Atom per loc. ¹/₈
2. Atom per centrale ¹/₂

STA GIA = 1/8 * 8 + 1/2 * 6 = 4

0,74 FIA stessa posizione

STA utilizzata esagonale compatta G.

Si lavora su 6 atomi nei due esagri di base e 2 colonne al centro di ogni base e pari 3 posti in un piano di centro.

Il CFC ha n° di coordinazione 12 e FIA = 0,74.

Solo se 2 strutt. E nori impacchettato.

STA utilizzata classifica cubica a corpo comandato CCC

Si lavora 8 atomi ai vertici e uno al centro.

l = ^4R/_√3

Meccanismi di Diffusione

Affinché avvenga la diffusione è necessario che più atomi abbiano sufficiente energia (> energia di attivazione).

• Diffusione per vacanze: in leghe sostituzionali gli atomi occupano vacanze degli atomi stessi; avviene nel nodo di atomi coinvolto in molti di vacanze.
• Diffusione interstiziale: in leghe universali si ha il moto relativo degli atomi nelle soluti.

Diffusione Stazionaria

Si definisce flussio di diffusione la numero di strato tramite una superficie del tempo; se è costante, si usa una diff. stazionaria.

J = m / (A ⋅ t) dove:

• m = masso
• t = tempo
• A = superficie

Andranno la concentrazione dello spazio dell'affisso attraverso una spazio si ha il profilo di concentrazione.La perpendicolare delle curve è detto gradiente di concentrazione dc/dx ed è in questo caso costante.

Legge di Fick

J = -D (dc/dx)

Il segno negativo della soluzione è contrario dell'unità dei prodotti.

D = coefficiente di diffusione, dipende da T.

Diffusione Non Stazionaria

Se ha quon gli gradenti di concentrazione e il flusso non sono costanti una varorsa nel tempo portede punti ad un amminio e ad un improvamento in ente zona delle spazio che oppiorle.

→ i profili variano nel tempo

Sneragliamento

È il passaggio dal comportamento elastico a quello plastico e quanto e suo deformare proseguendo fluizione. Il limite di sneramento (Gs) si che quando spesso che curvato e lineare a non lineare e si puoi tenere ruotando e parallelo al tratto elastico per E=0,002.

Alcuni metalli presentano oltre limiti di sneramenti, quelli superiore che supererà l’angolo semplice e altri sneramenti, e quelli inferiore (ottenuti Gs) oltre o oscilla attorni al valore di Gs o può fosse le dislocazioni.

Se il carico non si sposte un nuovo stato (deterior) si ha un comportamento non corretto e Gs è maggiore perché le osservazioni proseguino tempo per tempo.

Carico e sneramenti → di spezerne pure avere i sneramenti

Invece di G (Gru) qui si vede de strizone a e corrispondere el mas.

Resistenza a rottura

Invece di G (Gru) qui si vede de strizone a corrispondere el mas.

Duttilità

Invece lo deformare plastico che un materiale più sumnpunso del rompro. Si attro que:

• Allungamento percentuale A% = ((lf-lo)/lo)·100
• Soluzione dello scattare S% = ((Ao-Af)/Ao)·100

Se S < 5% il materiale è fragile.

Al ottimire di T diminuse anche la duttilità.

Per precipitazioni

I precipitati riflettono lo Osborn.

Se si vuole riflettere il nucleo puro prima dell'incadimento (che lo aumenta senza più dissolversi) si deve fare la ricottura.

1. Recovery - A T_elevato > delle punte l'energia bruciacchia le mucne ne dislo diminuendo il n° e l'energia.

Ricottura

2. Ricrystallizzazione - Sempre R e identità; si ha la presenza di nuovi grani equiosqii (SBwhich) con superheati ce punte energy di piccoli strati delle deformazioni.

TOT incrent = T iso più fnein recivia una Lunne dia JJLF meglio lossa lo increnta runruva.

Dopo la ricottura, indipendentemente da Esse, sempre a T_elevato S, si è avvan la crescita dei grani, che porta a grani e grossi così che lo supera totcte del inosdi qusu e punut l'energia diminuendo.

Frattura

Superrione fisico di un materiale in due o più punti per effetto di una sollecitazione.

• Superamento del carico di rottura
• Modalità
• A tatica
• Creep

Morfologia della frattura

CREEP (SCORRIMENTO VISOSO A CALDO)

È una deformazione plastica permanente che avviene a T piuttosto elevato in materiali duttili ed è presente per tempi anche molto lunghi.

Applicando il carico si ha una def. elastica e poi 3 fasi:

1. CASO PRIMARIO: avviene in tutte le def. plastica che una d’incremento per presenza di dislocazioni e diminuisce la velocità di deformazione _E
2. CASO SECONDARIO O STAZIONARIO: È diventa costante (E_S) si ha una svolta già trovata e il carico è in una sorta di accettore che sostiene alcune def. creando un equilibrio dinamico con l’incremento
3. CASO TERZIARIO: si accade prossima a giunto il carico poi che rotture.

Si nota che se t _o ≈ 4/5 T _E (Tol di fusione) otteni una deformazione plastica durata non è lui passo defusione perché T≈ troppo grosso per poi ricominciare “il receovery”.

Aumentando T o si suentra di def. elastico storia, E e diminuire la vista e rotture.

Per ottenere più velocemente dati sul carico, si può strappolata al parametro di Larson-Miller PM che considerano l’esponente a T > (quel ha saru t)

• [PM = T (C + log₁₀ t_R)]

Tassoco constant

Si nota che _E > t_r > t₂ e B _{E ˃} t_o dissenso che pari e imperbe e lo restare il creep e per premature s-nse scotia mixer, superflegia e diuscrostabile.

DIAGRAMMI DI FASE

LIMITI DI SOLUBILTA’ -> concentrazione max di soluto che può essere disciolto nel solido a una certa T.

FASE: porzione ungherie di un sistema con caratteristiche chimiche e fisiche uniformi.

DIAGRAMMA DI FASE: diagramma che ha rappresenti lo stato fisico relativo di un sistema con un componente, binario, ternari ... al varia di parametri come T, P, composcione.