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CERAMICI :
- Bassa conducibilità termiche
- Fragilità
- Ottima resistenza alla corrosione
- Durezza elevata
- Elevate temperature di fusione
- Costo contenuto (ceramici tradizionali)
POLIMERICI :
- Bassa fragilità
- Costi contenuti
- Bassa conducibilità termica
- Bassa densità
- Non adatti a lavorare ad alte temperature
METALLI :
- Tenace (non fragile)
- Alta conducibilità termica
- Poco resistenti a corrosione
- Adatti a lavorare a temperature elevate
- Densità elevata
MATERIALI COMPOSITI
SEMICONDUTTORI
BIOMATERIALI
TRATTAMENTI E RIVESTIMENTI SUPERFICIALI
DISTINZIONE IN MATERIALI :
- STRUTTURALI : elevata resistenza → per componenti soggetti a forze e sforZI elevati
- FUNZIONALI: identificati in base alla funzione svolta
disponibile in natura → legno, pietra
applicazione di un processo → argilla, vetro
applicazione di processi di natura termica → metalli e leghe
quantità elevata di energia → alluminio, plastiche, ceramici
27 marzo laboratorio.
MATERIALI METALLICI
- considerati come solidi cristallini
- metalli puri
- metalli combinati a formare leghe
I solidi possono essere
AMORFI → atomi con ordine non preciso
CRISTALLINI → cristalli con atomi ordinati → Ordine dato dalla cella unitaria del cristallo
- grani cristallini intorno ai quali ci sono altri cristalli
- mut. metallici 5-100 µm per le dim. dei cristalli
- colori diversi → diversa orientazione dei cristalli rispetto al piano di sezione
materiale "all’interno" non è più omogeneo
materiale a cavallo tra due grani cristallini → si notano atomi orientati diversamente. Si nota la linea del bordo
del grano cristallino che sono superfici
b) la dist. tra i singoli atomi è maggiore
e sono più disordinati
le dim. dell'atomo sono di 0,15 nm
BORDI DI GRANO AD ALTO ANGOLO: disordine elevato
A BASSO GRANO: disordine ridotto
TRA LA DIMENSIONE DEI GRANI E LE DIMENSIONI DELLE CELLE C'È UN ORDINE DI 105.
VOLUME DI 1015 UNITÀ.
DIFETTI RETICOLARI
RETICOLO PUÒ NON ESSERE PERFETTO → CIOÈ NON TUTTE LE POSIZIONI SONO OTTENUTE DALLA RIPETIZIONE TRIDIMENSIONALE DELLA CELLA UNITARIA.
IN UN RETICOLO REALE:
- CI POSSONO ESSERE PIÙ ATOMI DI DIVERSI ELEMENTI
- NON TUTTE LE POSIZIONI SONO OCCUPATE
- CI SONO ATOMI IN POSIZIONI STRANE
RETICOLO PERFETTO + DIFETTO RETICOLARE
DIFETTO DI PUNTO: → LIMITATO A UNA PICCOLA PARTE
DI LINEA → IL DIFETTO SI RIPETE SULLA LINEA
CHE INTERESSA SUPERFICIE → BORDO DI GRANO
- DIFETTO DI IMPIALLAMENTO DEI PIANI
- SEQUENZE SBAGLIATE.
- GEMINATI
CHE INTERESSA VOLUME → SEGREGAZIONI:
- POROSITÀ: MANCANZA DI ATOMI
- INCLUSIONE DI FASE
DIFFUSIONE PER VACANZE → leghe e metalli puri
necessita' di vacanze per diffondere altrimenti non c'e' movimento
macroscopicamente → seguo moto delle vacanze per vedere
il movimento degli atomi
evidente nell'auto diffusione (elem. dello stesso tipo)
LE VACANZE AUMENTANO ALL'AUMENTARE DI T.
LE OSCILLAZIONI DEGLI ATOMI AUMENTANO ALL'AUMENTARE DI T.
LA T DETERMINA LA VELOCITA' DI DIFFUSIONE.
DEVO CONSIDERARE IL RAGGIO ATOMICO DELLE IMPURITÀ, SE PRESENTI.
se hanno r.a. piccolo diffondono facilmente
r.a. grande difficilmente
NON TUTTI I RETICOLI CRISTALLINI HANNO STESSA VELOCITÀ DI DIFFUSIONE
en. di attivazione del processo di diffusione:
barriera energetica da superare per far spostare l'atomo
dalla posizione prossima alla vacanza alla vacanza stessa.
per spostarsi l'atomo deve "forzare" gli atomi a fianco
nella posizione intermedia → en. massima
BARRIERA ENERGETICA DIPENDE:
- dimensione atomo
- tipo di reticolo → piu' impacchettato piu' energia
DIFFUSIONE PER INTERSTIZIALI RICHIEDE EN. MINORE.
RETICOLO CRISTALLINO PERFETTO + UNA PARTE INTERESSATA DALLA DISLOCAZIONE, IN CUI SI CREA DISORDINE
NELLA TIPOLOGIA A SPIGOLO: ATOMI ANGLATI IN MODO DIVERSO - SI RIPETE SU TUTTO IL PIANO.
SIMBOLI USATI: ⊥ (LA LINEA DRITTA INDICA L'AGGIUNTA DI UN SEMIPIANO DI ATOMI)
CASO ⊥ : NELLA PARTE SUPERIORE DELLA DISLOCAZIONE: COMPRESSIONE
NELLA PARTE INFERIORE: TRAZIONE
ENERGIA DI TIPO ELASTICO: ERETICOLO > ERETICOLO PERFETTO
APPENA AUMENTO LA E, IL RETICOLO TENDE AD ELIMINARE LA DISLOC.
- OSPITA ATOMI INTERSTIZIALI
- FAVORISCE DIFFUSIONE
NELLA TIPOLOGIA A VITE: UNA PARTE DEL RETICOLO SCORRE
LA LINEA DI DISLOCAZIONE DIVIDE LA REGIONE CHE RESTA FISSA E LA REGIONE CHE SI È SPOSTATA
NELLA TIPOLOGIA CURVA: SI COMBINANO ⊥ E A VITE
SFORZI E DEFORMAZIONI!
PROPRIETA' DI UN MATERIALE: RISPOSTA DEL MATERIALE A UN'AZIONE ESTERNA.
PROPRIETA' MECCANICHE: A UNA FORZA APPLICATA
UNA PICCOLA PARTE DEL COMPONENTE RISENTE DI UNA SOLLECITAZIONE
SOLLECITAZIONI:
- * IN BASE ALL'APPLICAZIONE
- * CON DIVERSE CONDIZIONI AMBIENTALI
RISPOSTA: CURVA SFORZO-DEFORMAZIONE
RISULTATO DELLA PROVA DI TRAZIONE
Dislocation climb permette di riarrangiare il reticolo per avere minor energia
Le dislocazioni tendono a disporsi:
- In modo da ridurre l'energia
- Condizioni di recupero del materiale
Le dislocazioni possono muoversi e giungere al bordo di grano → esse si dispongono il più distante possibile le une dalle altre
La presenza di atomi interstiziali rallenta il moto delle dislocazioni
Altri ostacoli:
- Particelle con reticolo cristallino diverso
- Dislocazioni disposte su altre direzioni cristallografiche
- Bordo di grano cristallino
Innalzano la sollecitazione di taglio t critica
Policristalli: dislocazioni giungono ai bordi di grano e si impilano
Una dislocazione si incurva sotto l'effetto di uno sforzo di taglio (t)
Sforzo tangenziale t
Ostacoli
La dislocazione si incurva. → Più t aumenta più si incurva
Ma si blocca in prossimità dell'ostacolo (aumento t)
Fino a che non imponga una certa t elevata
Più gli ostacoli sono vicini più è difficile superarli
↓
Creazione dei circoli di dislocazione - Orowan
Meccanismo di Frank-Read
- Dislocazione rettilineo in assenza di t e due ostacoli
- Aumento t → dislocazione si incurva
- Aumento sempre più → la dislocazione si fonde
Ogni volta si ripete → sorgente di dislocazioni
Acciaio
- Modulo elastico: 210 GPa
- Sforzo di rottura: 460-1200 MPa
- Deform. a rottura: 3-30% - valore di ε
Plastica
- Modulo elastico: 2 GPa
- Sforzo di rottura: 27-40 MPa
- Deform. a rottura: 100-600% - valore di ε
Tipi di provini
- Cilindrici → Area circolare
- Piani → Area rettangolare
Composizione del provino
- Parete più larga → dove il pezzo viene "afferrato" ed è soggetto a forze maggiori
- Raggio di raccordo
- Tratto utile → dove avviene la rottura
Dove si calcola l'allungamento → solo un tratto Lo
- Lc: Tutto il tratto utile
- So: Area iniziale
- Su: Area di rottura → area minima
- Lu: Distanza prima che il provino si rompa
Al carico massimo → Strizione → Necking
Dalla prova di trazione posso ricavare:
- Allungam. % dopo rottura A% = (Lu - Lo) / Lo * 100
- Coefficiente % di strizione: Z% = (So - Su) / So * 100
A% può essere diverso dall'ultimo valore di ε misurato → di solito è inferiore ed è dovuto al fatto che recupero il tratto elastico
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Tutor AI: studia meglio e in meno tempo
