Lezioni, Scienze dei materiali

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di alberto9292

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Appunti che descrivono le caratteristiche dei materiali e le loro proprietà. Nello specifico si argomentano in modo esaustivo le caratteristiche del calcestruzzo, cementi, leganti e …

Esame Scienze dei materiali

Facoltà Architettura i

Dal corso del Prof. Montanaro Luca

Università Politecnico di Torino

A.A. 2013-2014

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MATERIA: SCIENZE DEI MATERIALI

PROF: L. MONTANARO

UNIVERSITÀ: POLITECNICO DI TORINO, FACOLTÀ DI ARCHITETTURA

ARGOMENTI TRATTATI:

Struttura e classificazione dei materiali
Proprietà, deformazioni e comportamenti dei materiali
Materiali metallici (proprietà e diagrammi)
Difetti dei cristalli
Calcestruzzi e malte
Pietre e rocce
Materiali ceramici
Vetri

STRUTTURA E CLASSIFICAZIONE DEI MATERIALI

Le proprietà classificano i materiali

ORGANIZZAZIONE NEI SOLIDI —> STRUTTURA AMORFA: senza regolarità nei cristalli

STRUTTURA CRISTALLINA: ben definita

ES: SiO₂ = silice presente sia in natura come quarzo (struttura cristallina) che come vetro (solido amorfo)

Stesso materiale (Si), ma con 2 strutture diverse hanno proprietà diverse, i due materiali —> LE PROPRIETÀ DELL'ORGANIZZAZIONE DELLA STRUTTURA CLASSIFICANO I MATERIALI

MATERIA : SCIENZE DEI MATERIALI

PROF.: L. MONTANARO

UNIVERSITA': POLITECNICO DI TORINO, FACOLTA' DI ARCHITETTURA

ARGOMENTI TRATTATI :

Struttura e classificazione dei materiali
Proprietà, deformazioni e comportamenti dei materiali
Materiali metallici (proprietà e diagrammi)
Difetti dei cristalli
Calcestruzzi e malte
Pietre e rocce
Materiali ceramici
Vetri

STRUTTURA E CLASSIFICAZIONE DEI MATERIALI

Le proprità classificano i materiali

ORGANIZZAZIONE NEI SOLIDI → STRUTTURA AMORFA : senza regolarità nei cristalli

STRUTTURA CRISTALLINA BEN DEFINITA

ES: SiO₂ = silice presente in natura come quarzo (struttura cristallina) che come vetro (solido amorfo)

Stesso materiale (Si) ma con 2 strutture diverse hanno proprietà diverse i due materiali.

→ LE PROPRIETA' DELL'ORGANIZZAZIONE DELLA STRUTTURA CLASSIFICANO I MATERIALI

Solidi cristallini: forma geometrica che si ripete rigorosamente

Solidi amorfi: no geom che si ripete

i mattoni da costruzione sono gli stessi. nel cristallo di quarzo e nel vetro ma nei 2 mat si dispongono in maniera ≠, anche le caratteristiche dei 2 materiali sono diverse.

CRISTALLI

Cristallo di quarzo: i piccoli atomi si dispongono in esagonoe anche il cristallo sara esagonale

Cristallo di diamante: interamente in carbonio➔ Costituito da un solo cristallo (MONOCRISTALLO)

La maggior parte dei materiali invece sono POLICRISTALLINI(maglia tavolo ecc.) Sono atomi disposti in maniera ordinata ma con piu cristalli che formano il materiale(orientati diversamente ma uni)

APPROFONDIMENTO pag 14 e 17 (par 7.1)

Cella elementare cubo ➔ Replicata in tutte le direzioni forma unastruttura regolare, cioè cristallina

Tra i solidi cristallini e quelli amorfi esistono isolidi semicristallini, come in alcuni materiali polimerici(es polietilene HDPE o LDPE)

Celle Elementari nel Caso dei Metalli

Ci sono solo 3 disposizioni:

Cubica a facce centrate → C.F.C

(Per creare solidi metalli amorfi bisogna raffreddare a 10⁶ c/s)
Cubica a corpo centrato → C.C.C.

Atomi sugli spigoli più uno perfettamente al centro del cubo
Esagonale compatti → e.c.

14 tipi di cristalli li possiamo racchiudere tutti in 14 reticoli di Bravais.

Possiamo andare ad individuare piani verticali che intersecano gli atomi che esistono in natura. Li si possono vedere utilizzando microscopi che illuminano il materiale con un fascio di e^-, la scala è 10 nm

1 nm = 10^-9 = 0.000000001 m

Il fascio di e^- illumina da dietro, quando trova atomi è nero luminoso e dove non ci sono atomi ma e^- (spazio vuoto)

LIVELLI DI ORGANIZZAZIONE DELLA MATERIA

Struttura atomica o molecolare nm = 10^-9 m

Atomi o molecole che formano il solido: LEGAMI CHIMICI

Microstruttura mm = 10^-6 m
Come i cristalli si organizzano in uno solido policristallino
Macrostruttura mm = 10^-3 m fino a dm
Organizzi alla scala della dimensione dei componenti

LIVELLO MACROSCOPICO

Le proprietà meccaniche ed es si valutano tramite una prova a compressione su cubetti o cilindri di materiale

MATERIALE ISOTROPO valore della proprietà indipendentemente dalla direzione lungo la quale si misura
Es: misuriamo il grado di trasparenza in tutte le sue direzioni. Se presenta le stesse caratteristiche
ISOTROPO

I materiali isotropi sono i migliori perché lavorano nella stessa maniera in qualsiasi direzione

MATERIALE ANISOTROPO il valore delle proprietà dipende dalla direzione lungo la quale si misura
Il più importante materiale anisotropo è il legno perché costituito da 2 materiali: la lignina e le fibre cellulose.
LIGNINA + FIBRE CELL: composito
La disposizione

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