Lezioni, Metallurgia e materiali non metallici

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Appunti contengono i seguenti argomenti trattati durante il corso della professoressa Lecis:- Leghe metalliche ed applicazioni dei diagrammi di stato Introduzione ai metalli ed alle leghe …

Esame Metallurgia e materiali non metallici

Facoltà Ingegneria industriale

Dal corso del Prof. Lecis Nora Francesca Maria

Università Politecnico di Milano

A.A. 2007-2008

117 pagine

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Metallurgia e materiali non metallici

Programma preventivo: 04/03/2008

Struttura atomica e caratteristiche macroscopiche
Materiali metallici: differente struttura e differenti caratteristiche di impiego
Materiali ceramici
Materiali polimerici
Solidi metallici: reticolo cristallino (particolare dimensione degli atomi nella struttura atomica)
Difetti - certe volte la struttura non è perfetta
- Possono essere puntiformi, di linea o di superficie
- Certe volte questi difetti vengono sfruttati per scopi ingegneristici:
  - Difetti puntiformi = diffusione (far penetrare un altro elemento nel metallo: es. O₂ ossigeno / N₂ azoto / C₅H₁₀ S₅)
  - Difetti di linea (dislocazioni) = deformazione di reticoli cristallini
Definizione delle prove meccaniche per determinare le caratteristiche dei metalli (lezione teorica e laboratorio pratica)
1° laboratorio => microstruttura materiali metallici (microscopio)
Prova meccanica di trazione
Prova meccanica di durezza
Diagrammi di stato, leghe (acciai)
Classi degli acciai e loro utilizzo (costruzioni, bonifica, etc…)
Ligne e metalli leggeri (Al, Mg…)
Materiali ceramici e polimerici
2° laboratorio => tecnico per impiego dei materiali
3° laboratorio => esempi applicativi
4° laboratorio => approfondimento (mercato dei metalli leggeri)

Atomo → tassello fondamentale della materia
Elettroni dell'ultimo orbitale (shell) → sono quelli disponibili; gli atomi leggeri contengono un n° finito di elettroni (8 max)
Perché gli atomi tendono a completare l'ottetto

METALLURGIA E MATERIALI NON METALLICI

PROGRAMMA PREVENTIVO: 04/03/2008

struttura atomica e caratteristico macroscopiche

materiali metallici
materiali ceramici
polimeri

differenze struttura e differente caratteristiche di impiego

solidi metallici: reticolo cristallino (particolari disposizioni degli atomi nella struttura atomica)

difetti: certe volte la struttura non è perfetta

possono essere puntiformi, di linea e di superficie

certe volte questi difetti vengono sfruttati per scopi ingegneristici:

difetti puntiformi = diffusione (per penetrare un altro elemento nei metalli es. O2, ossigeno / 10 < 22 elementi su 18 O.5 )
difetti di linea (dislocazioni) = deformazione del reticolo cristallino

definizione delle prove meccaniche per determinare le caratteristiche di un metallo (lezione teorica e laboratorio pratica)

1° laboratorio => microstruttura materiali metallici: (microscopio prova meccanica di trazione prova meccanica di durezza

diagrammi di stato, leghe (acciaio)

classi degli acciai e loro utilizzo (costruzione, bonifica, etc...)

ghise e metalli leggeri (Al, Mg...)

materiali: ceramica e polimeri

2° laboratorio => metodo per impiego dei materiali

3° laboratorio => esempi applicativi

4° laboratorio => approfondimento (mercato dei metalli leggeri)

atomo = tassello fondamentale della materia

elettroni dell'ultimo orbitale (shell) => sono quelli disponibili degli atomi (leganti con altri: n° piene= balance, n° vuote= pose=imamente recordi gli atomi tendono a completare il ottetto)

se r < r₀ ⇒ repulsione

se r > r₀ ⇒ attrazione

Questi grafici variano da elemento a elemento, e determinano le caratteristiche dei materiali (ex: punto di fusione, rigidità determinata dal modulo di Young, etc.)

legami atomici → fatti dagli atomi per completare l'ottetto
legame ionico → legame forte, ex Al₂O₃, l'ione è elettrone, bassa conducibilità
legame covalente → molecola polare (direzionalità) durezza, resistenza alle deformazioni ex: diamante, SiO₂, etc.
legame può essere forte o debole, a secondo degli atomi
legame metallico → gli ioni positivi sono immersi in una nube elettronica (non è polare e non è direzionale), buona conducibilità elettrica e termica, è elastico e si può deformare

nube elettronica

Energia di legame (Kcal/mol)

legame ionico: 150-370
legame covalente: 125-300
legame metallico: 25-200
van der Waals: <10

Caratteristiche dei solidi metallici:

resistenza meccanica elevata e facilità di deformazione plastica
facilità a formare leghe
duttilità
buona condu cibilità termica ed elettrica

È più difficilmente deformabile un solido ionico rispetto ad un solido metallico a causa della struttura atomica e ioni sono attratti gli uni agli altri nel legame ionico e per questo è più difficilmente plastico alle forze esterne - nel metallo gli ioni son circondati da una nube elettronica ed è più facilmente plastico.

Reticoli cristallini

Durante la solidificazione i materiali si dispongono secondo una struttura cristallina (hanno un ordine a lungo raggio)

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