Appunti Struttura, Proprietà e Applicazione dei Materiali - Introduzione ai materiali

Struttura, proprietà ed applicazioni dei materiali (A.A. 2018/2019)

Programma da svolgere

Introduzione sui materiali:

• Proprietà: (classificazione)
• Materiali metallici
• Materiali leganti
• Calcestruzzo
• Materiali ceramici
• Vetri
• Pietre
• Polimeri e compositi
• Legno

Proprietà dei materiali

Cosa sono le proprietà?

Grandezze che descrivono il comportamento di un materiale in risposta ad uno stimolo, che cambia dal tipo di materiale considerato.

S —> Materia —> R

Applicato uno stimolo viene misurata la risposta.

Geometria, forme diverse con proprietà diverse.

Microstruttura, disposizione delle particelle.

Ambiente, umidità e temperatura.

Struttura, proprietà ed applicazioni dei materiali (A.A. 2018/2019)

Programma da svolgere:

Con riferimento al libro "Materiali da Costruzione", Volume I, 3^a edizione.

Introduzione sui materiali:

• Meccaniche (1A) ✓
• Chimiche
• Fisiche (2B) ✓

Proprietà: (classificazioni)

• Materiali metallici
• Materiali leganti
• Conglomerati
• Materiali ceramici
• Vetri
• Pietre
• Polimeri e compositi
• Legno

Proprietà dei materiali: (capitolo 1)

Grandezze che descrivono il comportamento di un materiale in risposta ad uno stimolo, che cambia dal tipo di materiale considerato.

S —> Materiale —> R

Applicato uno stimolo —> viene misurata la risposta.

Per far sì che questo avvenga serve una perturbazione che allontana dalla condizione iniziale il materiale.

La risposta del materiale non dipende solo dalla sua composizione, ma anche da:

• Geometria, forme diverse con proprietà diverse.
• Microstruttura, disposizione delle particelle.
• Ambiente, umidità e temperatura.

Alcune proprietà dei materiali:

• Proprietà meccaniche, risposta in sollecitazione ad uno stimolo di tipo meccanico
• Proprietà chimiche, interazione dei materiali con l'ambiente circostante, influisce sulla durabilità
• Proprietà fisiche, comportamento dal punto di vista funzionale con l'ambiente (elettrico e/o termiche)
• Costo, principalmente è solo un parametro
• Lavorabilità e disponibilità, parametri di tipo tecnologico (ex: dolce/stozzo più facile da lavorare)
• Proprietà estetiche, importanti per il risultato finale
• Sostenibilità, fattore molto importante
• Riciclabilità e recuperabilità, uso del materiale e termine del suo ciclo di vita (evitare smaltimento)

Studio della struttura dei materiali

I solidi possono essere di tipo:

• Crystallino: struttura ordinata a livello atomico, unità costituenti in modo ripetuto ed in modo traslato nello spazio crea un solido.
• Amorfa: struttura disordinata simile a quella dei liquidi, con un'linea cartesiana non c'è ordine nella disposizione delle molecole.
• Semicristallina: unione tra regioni cristalline e quelle amorfe, come i polimeri, che hanno macromolecole diverse tra di loro, alcune aree sono ordinate, altre no. Le due fasi non sono distinte, sono mescolate; le proprietà sono un mix tra un solido 100% amorfo ed uno 100% cristallino.

Classi dei materiali

Divisione dei materiali; anche molto diversi, con proprietà molto simili; (3 grandi + 1 unione)

• Metallici: composti da un metallo più altri elementi metallici e non, oppure da un solo metallo (caso raro).
• Legami metallici
• Solidi cristallini
• Polimeri: di natura monomolecolare, lunghe catene molecolari a base di atomi di carbonio;
• Solidi semicristallini, amorfi
• Ceramici: materiali inorganici formati da elementi metallici e non metallici legati chimicamente tra loro. Tradizionalmente molto diversi da quelli omozoti.
• Possono essere cristallini, amorfi o semicristallini
• Compositi: formati da un materiale di rinforzo, fibra o particella, tenuto insieme da una matrice, che prende il nome di collante; mix tra le diverse classi.

Caratteristiche dei materiali