Riassunto Scienza dei materiali

SLIDE 1 Classificazione dei materiali

• Materiali metallici: opachi, riflettenti, resistenza meccanica, resistenti a sbalzi termici, strutture cristalline, elev. poribili (inossidabili), conduttori (elettricità)
• Materiali ceramici: (fragili, rigidi) doti isolanti, alte T_esercizio, chimicamente inerti,costituiti da elementi metallici e non cristallini (ceramici SiO₂), amorfi (vetri), (silici), (myokanorici)
• Bio ceramici: inerte inerte, biottici, legno, osso o stimolano osteogenesi (normali biottici, disalli)
• Materiali polimerici: bassi pi fusi, organici generalmente non cristallini, basse T_fusione, isolanti,basso modulo elasticità, flessibili, inerti
• Materiali compositi: sistemi eterogenei anzichè in cui si trova dispersa una seconda fase con proprietà diverse (ceramici)

• Forze del legame: Solidi ionici tenuti insieme da attrazione elettrostatica fra lecariche
• Solidi metallici: solidi covalenti (condivisione e valenza forte), Tot, legano direzionale
• Solidi mediante legami secondari (deboli), legami misti (es. SiO₂ su Al₂O), evoluzione
• T_fusione direttamente proporzionale a forze legami polimeri, metalli, ceramici, concentrati

SLIDE 2 Strutture dei solidi cristallini

• Strutture cristalline: particelle disposte in maniera regolare e periodicole proprietà dipendono dalla direzione lungo la quale vengono misurate, ANISOTROPI
• Amorfe: ordine solo a corto raggio (ISOTROPI)
• T_molecolare: Strutt. Crist. T_fusione non definita, Strutture Am. T_fusione non univoca, ram. molecolare
• Cella elementare: più piccola porzione di materia che contiene tutte gli elementi, densità relativale Vle dimensioni della celle variano con T e OKel, forma più oscilla
• Cella elementare cubica (atomocella), cella cubica a corpo centrato ccc (2 atomocelle)alla cubica a facce centrate (esamocella)
• Indici cristallografici: considerare un origine degli assi (3 goloni), voluminelle coordinate dei principali numeri interi (es) x (y) [1 1 1]
• • (¹⁄₂ ¹⁄₂ ²⁄₂) → [110] piani intera, indir. es di Miller, intersezione asse, espressionepoi interi (rapporto a un piano)
• Numero di coordinazione: numero di atomi a contatto con un atomo da riferisce
• Fattore di compattazione atomica rapporto tra volume atomi alla dimensione volume elemento

per CCC = √ 8 / π per CFC = √ 6 / π

d = densità teorica

ρ = m_Atomo / V_Cella N_{Atomi per cella} / A_vidasolido V_Atomo

Cristalli ionici: numero di coordinazione ⟶ anions

Alla frattura (elastico): polimorfismo (capost): struttura cristallina: ordinare in fase e forma

1. I solidi cristallini: se monocristallo ⟶ anistropica. Le proprietà variano con la direzione

(d diap as) Se policristallo ⟶ isotropica

2a. Solidi molecolari. L'unità che si ripete è la molecola unita da forze intermol?

Polimeri. Macromolecole: catene lineari di unità (monomeri) ripetute, sono termoplastici o induttivi,

e causale delle dimensioni x complessità sono solo parzialmente cristallina ⟶ catene

struttura a micelle (ampie) altezza cristallina disperse all'interno triangoli

e catene ripiegata (imburchi di molecole ripiegate) / SC cristallina) diminuito dens -

cristallinità inflamento de: velocità raffreddando, composizione chimica, ramificazione catene

SLIDE 3: Imperfezioni nei solidi:

Difetti puntuali: dimensionali, (vacanze o diff. interstiziali), sostituzionali -> distorsione pian

vacanza: posizione titolano non occupato e costista di: eccitazione term, irradimento, iniezione

Si formano anche: suplassi delle superfici (atomi massi vincolati) / con ↑↑ numeri vacanze

vacanza composta = entalpia = il margio, è un margione (con Δμ) (ΔH-ΤΔS) è minimum

mobilità: atomi adiccenti a vacanze si spostano, si spostano ct / senza molta(?) ON, e insieme Fu

Dif. interstiziali: atomo si colloca imposiz interstiziali; molto meno delle vacanze chde

richiede energia, distacca le strutture e siudicals

Sostituzioni: atomi di impezza sostituiscono più grande/e comprensione, principle: bc

Frenkel: vacanze atono e catione interstiziale / Schottky: vancanza atono e catione

Soluzioni solide: per fornire al materiale caratteristiche specifiche

interstiziali: atomi non si interstiziali ma questi hanno dimensioni ridotte

solubilità ridotta e limitate a soluti di modeste dimensioni (es. C)

Sostituzionali (più Freq.): limite di solubilità didepend di dimensioni atomiche e

elettronive valenze e struttura cristallina blusa solida completa: A e B hanno stesse struttura

crist_dimensions_simili Sols solubilità paninne: limite: minima sostitutiva di A e B

→ posson dar luogo a fin intendea con struttura cristallino diffente (2a fase)

Segregazione all'interno del grano + ricerca dell'elemento meno fondente: da solidifica prima. Questo su raffreddo: di no equilibrio da diffusiva è rallentato, perché diminuisce le curva solido si sposta _dx no più il, al riscalda, to fa nascere. L'ing. interna.

DDS lineare immiscibilità completa. → caratterizzato da un eutettico, allo stato solido, ho 2 fasi distinte [ ].

C'è primo cristallo di C: apuro. Scendendo si fonde altro Apuro a Tf. il liquido ha composizione. Sottesa calore TE man diminuisce finché tutto Apuro β puro. Trasf. eutettica invariame. V: lo coesistenza di liquido A puro,β puro. Alla fine forma cristalli: A di al deposizione primarie fondente e accresciuti in, a Tf inglobati, nella fine struttura (non hanno avuto tempo) eutettica. Se raffreddo liquido di C: e E rimane tale fino a Te. poi solido eutettico bipiscico costituito da un miscuglio di piccoli cristalli di A e di B (no quindi accresciuti; struttura laminare).

DDS lineare solubilità parziale [ ].

p(β in A) (B in A). C'è anche trasf. eutettica nella quale da β_max di β→β_max di A: sottosa. TE da due curve di solide, manisa che se T_b diminuisce la solubilità. Solido, esami, se si Nv. di β si fonde un cristallo di composizione, al d: distante tutto di. C:γ. non avviene eutettica continua raffreddano finita la solluzino divento solentanine rispett. a, viene allora separato un cristallo di β

[ ] Se raffreddo liquido di. C: E → solido bipiscico eutettico a β/ se raffreddo liquido. C: M inizia a forma cristalli di, deposizione primarie si continuano a formare β e. Te del liquido di C: E si separano cristalli misti di δ e β. Nel primo esempio: si è sapura da Z trinite nucleanzie e crescita che avviene preferenzialita su: bordi difesa di diccasion.

Se liquido. C: E, dat la microstruttura é formata di lamin siano attestate di α e β.-

Nel 3^o caso: è al deposizione primarie (vono accresciute) di. α e β eutettici (lamel)( ) Son superfizie. Ipsia si fonde in liquido. Consider: (C; M…iniza) la forma prim cristallo. α e ci Tp; ma to tutto la parte alfa. o→ B α. C; β → [ ] la p/. si forma prim cristalli. α e β ρ'→ tutto atas parti di α o [ ]; α → β: C - β. <p>: poi solo φ

SLIDE 7: DIAGRAMMI DI STATO 2

• Un composto fonde congruente quando e to si trasforma in un liquido che ha le stesse composizione rayini. A-B.
• Forse intendia e fusione congruente

Resistenza a compressione determinata con una prova fra carichi posti in prossimità

di superficie: note sul quale si esercita una compressione progressivamente crescente. In un

grafico tensioni-deformazioni è opposto rispetto a trazione, ha stesso modulo elastico,

ma carico di rottura più alto. questo per una minore incidenza della difettosità

del materiale.

• Prove di flessione (a tre punti): specialmente sui materiali fragili.

Si registrano crepe all'apice della zona di trazione, le uniche visive sulla superficie.

Ceramici tenacitò: le direzioni e i piani di scorrimento sono vincolati

• dalle cariche

• Numero limitato di sistemi di scorrimento e in più nei piani che ne hanno adiacente

• Ceramici covalenti: moto delle dislocazioni difficile xk il legame caduto è direzionale

• Vetri possono deformare per flusso viscoso oltre T di transizione vetrose

Difetti nei ceramici: durante la interiorizzazione possono essere delle inclusioni, di tipo

organico che ad alte T bruciano lasciando dei vuoti. Alcune inclusioni irregolari,

invece, possono avere diverso coeff di dilatazione termico → > → > → > → >

s → →responsabile.

→ →

Il modulo elastico dei ceramici diminuisce all'aumentare della porosità (P-E-[. f/. i1] + [dpsingu2])

La resistenza a flessione Eȯ, ȯ e Hanno una resistenza a fattori

molto inferiori al valore teorico; poi le cricche agiscono come concentratori di tensioni.

Nei materiali duttili le tensioni della cricca vengono ombreggiato dalla deformaione plastica.

Nei mat. ceramici il moto delle dislocazioni è quasi nullo, è fatto.

I Ceramici hanno resistenza a compressione e trazione.

Non è possibile definire la resistenza meccanica che dipende del difetto.

La probabilità è legata alla distribuzione dei difetti e la probabilità

di trovare cricca rilevanti, → le fibre hanno resistenza a trazione

→ molto maggiore di una lastra.

• Polimeri: durante del grado di cristallinita sono coimiti: legami secondari É e →e.

Durante la prova di trazione prima si dilata elasticamente, poi le catene si sfraltano

e inizia la situazione. Le catene sono allineate e intervengono i legami di Van der

Walls che legano più resistante, le tensioni si accentano su tutti il materiale

e non solo al centro.