Scienza dei materiali parte II di V - Proprietà dei materiali

Proprietà termiche dei materiali solidi

AT0 secondo attraversain unacalore che superficieun perpendic laremadimoto 1 lae spessoal i m quandosuodifferenza uscitadi tratemperatura è 1Kentrata eAX attraversatospessoreAT digradiente remperaturaAxK coefficiente diffusionedit 1tempo uguale aspessoVibrazioni fonomiche l'aumentotraduceL'assorbimento del sicalore dell'energiaconvibrazionale degli atomiLe adiacentivibrazioni atomi accoppiardi sono indipendentinon madeia legami intercetonicicausa vibrazionaleun'onda reticolosi nelsichecrea propagadeterminate energiea quantierate Foraneèvibrazionale chiamatodi energiasingoloun quantoLa soliditermicaconducibilità dei è legata aFonomichevibrazioni diliberi conduzionemovimento elettronidegliNei puri liberiil elettronideglimovimentometalli cheprevalesi deviativelocementemuovono più e vengononondevia diLa diminuisce ildi impurezze il moto valoreepresenta di fanonicosulk liberielettronila meccanismoprevalepresenzaNei ceramici il

inversamente è termica di forza legame alla proporzionale legame debole di Maggiore energia legame profondità Maggiore Minore valore di a forte legarne Ceramici K0.5 15 IOe i6 vetri Kio200.5a o Kmetalli 5 25 ioe 6 K50 polimeri 400x 10 Relazione la ditra fusione 25 temperatura e Ca6kX io i più metalli con alto dipunto ed 30_ mg fusione tendono a Pb Al dilatarsi meno a 20 In Noi Fe Nb Ta niio_ si te ÌoÌo 460021000 K Trisesempio ferro6 E bruschi I cambiamenti 0 in corrisponderea avvengono 30 delle fasetransizioni di due g20 J reticoli diversi si comportano io_ diversomodoinYooJooLao 11500n00ionicisolidi all'aumentare Nei delle distancex crescedecresce all'aumentare caricadellaÈ 6KMateriale Distanea ioFNa 2.31 39stessa III Ianettezza 48IIII Na 3.18 Inellegame Catz 2.39 19di Se deve Tsubire deve aceramico variazioniun averebasso termicoed shocksubireisotropo sennò essere può ceramici Zirconia specialiesempi ai Allumina Carburo resistono meglioedi silicio

Nitruro di T

Variazione della funzione di vetro

delin composizione di ossidi

mischia di alcalini

metalli e legami

rompono Eos Ge20

varia molto

Naso 13203

IO più 203 refrattario

ossido AL5 malI11 15 205 IO

Stress termici

Le tensioni

variazioni di T residue

indurre che

possono possono

Frattura

determinare plastichedeformazionio

Ex7 EEATEX To

La coefficiente

termici resistenza dal

dipende agli stress conduttività

di dilatazione termica termica

di e conduttività

kCromashock termici F Xl lineare

raffreddamento T

Per velocità di

il sbalzo massimo è

sopportabile GRAT Editermicishock

Lo che sballo ate degradazione

essere senza può sopportato è tanto

delle apprezzabile meccaniche

proprietà maggiore

E e minori

quanto sono non

ni Alzo

Grafico R di 3lo

Se sbalzo superai la

200 C42 resistere

TeA del materiale

2a riducesi

O se una

8 terzo

E si il materiale

Già le

infragilisce per

9 tensioni residue

da raffreddamento

eva è AT EÌotoo 4100 sto T ambiente

2 rispetto

Proprietà magnetiche

Materiali e grandezze magnetiche

Movimento elettriche

cariche generariane campo magnetico

Forre altreche sulleimpone motoincarichellllllll.ie diun solenoide spirecon nlunghe dalera attraversatocorrente Iuna generaH Hmagneticoun campoI0.4H il nL xòBoemoNE µInduzione Bmagnetica delSomma Hdel emagnetico applicatocampo campobarradovuto dialla nelpostaunamagnetizzazionesolenoide M permeabilitàNoB HTMoh NON1 nelmagneticaµ puo vuotoBeHmaterialiNei Mferromagnetici quindi NonBPermeabilità magnetica µ H dell'intensitàPermeabilità relativa misuraµper del magneticocampoindotto capacità diImagnetizzarsielevataMateriali facilmente magnetizzati µWeber vvbInduriane Bmagnetica mametroTesla T 6Gauss AH AmpereCampo applicato inmetroOersted OeAmpere aMMagnetizzazione inmetroFattori di conversione 3 Ol1 41T IOamWb G1.01 10ma 7 Tm41T ioNo A MmaxBvaria materialequando unµferromagnetica vienemagnetizzato mi

La magnetizzazione M attraverso il campo magnetico H è proporzionale alla suscettibilità magnetica χ, usata per misurare le risposte magnetiche. Poiché la permeabilità magnetica è molto piccola, il magnetismo è originato dal moto degli elettroni. Il loro comportamento di rotazione è dovuto al momento magnetico intrinseco degli elettroni che ruotano attorno al proprio asse come un dipolo magnetico. Ogni elettrone ha un momento di dipolo magnetico μB, dato dalla carica elettrica e dalla massa dell'elettrone, annullano i momenti dei dipoli magnetici delle coppie di elettroni negli orbitali interni dei livelli di energia più bassi.

Tipi di magnetismo:

• Diamagnetismo: un campo magnetico esterno leggermente più piccolo di Xm bilancia gli effetti magnetici dei piccoli momenti magnetici degli elettroni atomici e crea un effetto magnetico negativo.

temporaneo di magnetismo spesso presentano un campo magnetico H0H trascurabile e sono allineati in direzione opposta al campo. Il paramagnetismo è una proprietà dei materiali in cui i momenti magnetici sono allineati in modo casuale a causa dell'agitazione termica. Diminuisce con l'aumentare della temperatura.

Il ferromagnetismo è tipico dei materiali in cui gli elettroni degli atomi adiacenti si allineano in direzione parallela, creando una magnetizzazione spontanea. Questo avviene solo a livello microscopico, in regioni chiamate domini magnetici. Se i domini non sono allineati in modo netto, la magnetizzazione del campione è piccola.

Perché l'allineamento avvenga a livello macroscopico, la distanza tra gli atomi deve essere piccola rispetto al diametro dell'orbitale 3d.

Fe2.7 è un esempio di materiale ferromagnetico.

Il fenomeno del antiferromagnetismo si verifica quando i momenti magnetici di direzione opposta si allineano lungo direzioni in linea. In questo caso, la presenza di campi magnetici opposti rende il materiale non magnetico.

Il ferromagnetismo è tipico di alcuni materiali ceramici. In questo caso, i momenti magnetici si allineano in modo che siano tutti paralleli tra loro, creando un grande momento magnetico.

Il ferrite è un materiale che presenta un'organizzazione diversa dei momenti magnetici. In questo caso, i momenti magnetici si allineano in direzioni diverse, creando un momento magnetico netto.