Scienza dei materiali

MATERIALI IN GENERALE:

Ogni materiale di cui l'uomo è a conoscenza presenta delle caratteristiche diverse. Tali caratteristiche sono spesso collegate alla microstruttura, ovvero alle proprietà microscopiche che lo compongono. Tali proprietà dunque permettono determinati sviluppi applicativi di un materiale dal punto di vista:

• meccanico
• elettrico
• magnetico
• ottico
• termico
• durabilità (degrado).

Pertanto i materiali in generale si suddividono in 4 categorie diverse:

1. metalli
2. ceramici
3. polimerici
4. compositi

I metalli sono materiali caratterizzati da legami metallici e spesso vengono prodotti artificialmente anche se sono presenti in forma pura in natura (oro, platino, etc..). Essi vengono ricavati dai minerali. I legami metallici consentono una elevata conducibilità elettrica e vedono una vasta applicazione nel settore elettrico e magnetico. I metalli sono la classe di materiali più utilizzata dall'uomo.

I ceramici non presentano proprietà metalliche e sono puramente inorganici (quindi non a base di carbonio). Vi sono ceramici scoperti molti millenni fa e altri scoperti da poche decine di anni. Si tratta principalmente di mattoni, piastrelle, ceramiche, calcestruzzi, leganti etc.. Una delle principali caratteristiche dei ceramici è la formabilità, ovvero la possibilità di dare forma. Nel caso di argille, ad esempio, la formabilità è data dall'acqua seguita da un trattamento termico (ad alte temperature), mentre per i leganti (come il cemento) e per i calcestruzzi la presa avviene senza bisogno di un trattamento termico.

I polimerici sono materiali di origine organica, solitamente artificiali, molto utilizzati dall'uomo. Questi materiali sono facili da produrre grazie anche alla loro formabilità, presentano una bassa densità e leggerezza con una lunga resistenza al degrado. Questi materiali non vengono utilizzati per scopi meccanici ed elettrici vista la loro scarsa conduttività elettrica e resistenza termica e meccanica.

MATERIALI IN GENERALE:

Ogni materiale di cui l'uomo è a conoscenza presenta delle caratteristiche diverse. Tali caratteristiche sono spesso collegate alla microstruttura, ovvero alle proprietà microscopiche che lo compongono. Tali proprietà dunque permettono determinati sviluppi applicativi di un materiale dal punto di vista:

• meccanico
• elettrico
• magnetico
• ottico
• termico
• durabilita (degrado).

Pertanto i materiali in generale si suddividono in 4 categorie diverse:

1. metalli
2. ceramici
3. polimerici
4. compositi

I metalli sono materiali caratterizzati da legami metallici e spesso vengono prodotti artificialmente anche se sono presenti in forma pura in natura (oro, platino etc...). Essi vengono ricavati dai minerali. I legami metallici consentono una elevata conducibilita elettrica e vedono una vasta applicazione nel settore elettrico e magnetico. I metalli sono la classe di materiali più utilizzata dall'uomo.

I ceramici non presentano proprietà metalliche e sono puramente inorganici (quindi non a base di carbonio).Vi sono ceramici scoperti molti millenni fa e altri scoperti da poche decine di anni. Si tratta principalmente di mattoni, piastrelle, ceramiche, calcestruzzi, leganti etc...Una delle principali caratteristiche dei ceramici è la formabilita, ovvero la possibilità di dare forma. Nel caso di argille, ad esempio, la formabilita è data dall'acqua seguita da un trattamento termico (ad alte temperature), mentre per i leganti (come il cemento) e per i calcestruzzi la presa avviene senza bisogno di un trattamento termico.

I polimerici sono materiali di origine organica, solitamente artificiali, molto utilizzati dall'uomo. Essi sono facili da produrre grazie anche alla loro formabilita, presentano una bassa densità e leggerezza con una lunga resistenza al degrado. Questi materiali non vengono utilizzati per scopi meccanici ed elettrici vista la loro scarsa conduttività elettrica e resistenza termica e meccanica.

I compositi sono tutti quei materiali che a livello macroscopico sono costituiti da materiali diversi. Un esempio sono il calcestruzzo armato e il legno. Vi sono composti a matrice polimerica, ovvero polimeri a cui vengono incrementate le proprietà meccaniche. Questo comporta una notevole riduzione della leggerezza (che solitamente dipende dal tipo di rinforzo utilizzato).

Vi sono dei parametri fondamentali che permettono di descrivere le proprietà di ogni materiale.Essi sono:

• DENSITÀ → definita come la massa totale fratto il volume. Esso è diversa per ogni materiale.
• MODULO ELASTICO → definisce il rapporto fra lo sforzo applicato a un materiale e la deformazione che esso subisce a causa di tale sforzo.Tale parametro equivale alla costante elastica K di una molla.Il modulo elastico, pertanto permette di definire la rigidità.
• RESISTENZA (ROTTURA) → definisce il valore massimo di sforzo che un materiale può subire prima che esso venga deformato permanentemente.Solitamente più un materiale è rigido, più alto risulta essere il suo punto di rottura.
• RESISTENZA FRATTURA FRAGILE