Scienza e tecnologia dei materiali - i materiali

I materiali e le loro classi

I materiali sono le sostanze con cui sono composti o realizzati gli oggetti che ci circondano. I materiali di interesse tecnologico sono normalmente suddivisi in tre classi:

1. Materiali metallici
2. Materiali polimerici
3. Materiali ceramici

In aggiunta alle tre principali classi di materiali si considereranno due classi di lavorazione e di applicazioni:

1. Materiali compositi
2. Materiali per l'elettronica

Materiali metallici

Una lega metallica è una combinazione di due o più metalli o di un metallo (o più metalli) e un non metallo (o più non metalli). I metalli e le leghe vengono comunemente divisi in due classi:

1. Metalli e leghe ferrose, che contengono una grande percentuale di ferro
2. Metalli e leghe non ferrose che non contengono ferro, oppure ne contengono solo una piccola quantità.

Esempi di materiali non ferrosi sono l'alluminio, il rame, lo zinco, il titanio e il nichel. La distinzione tra leghe ferrose e non ferrose è fatta

Per l'impiego e la produzione significativamente superiore degli acciai e del ferro per getto se confrontati con le altre leghe. Una superlega è una lega a base di ferro, cobalto o nichel, con elevatissima resistenza all'ossidazione e alla corrosione a caldo, e ottime proprietà meccaniche ad alta temperatura unite a tenacità.

Materiali polimerici

Il termine polimero è una parola composta che deriva dal greco 'poli' (molti) e 'meros' (unità o parte) ed è usata per designare una sostanza costituita da grosse molecole ottenute dall'unione in catena di molte piccole molecole di una o più specie.

Dunque, molti materiali polimerici sono costituiti da lunghe catene molecolari o reti che sono generalmente costituite a partire da composti organici (precursori contenenti carbonio). Strutturalmente, la maggior parte dei materiali polimerici non è cristallina, ma alcuni sono formati da una miscela di

regioni cristalline e altre non cristalline. La resistenza meccanica e la duttilità dei materiali polimerici è molto variabile. La maggior parte dei materiali polimerici ha una bassa conducibilità elettrica. Alcuni di questi materiali sono buoni isolanti e vengono utilizzati per applicazioni di isolamento elettrico. Le miscele polimero-polimero sono chiamate leghe o blend. Poiché le miscele sono prodotte partendo da materiali polimerici esistenti con proprietà ben conosciute, il loro sviluppo risulta meno costoso e più affidabile che sintetizzare un nuovo unico materiale polimerico per una specifica applicazione.

Materiali ceramici

I materiali ceramici sono materiali inorganici costituiti da elementi metallici e non metallici legati chimicamente fra loro. I materiali ceramici possono essere cristallini, non cristallini o parzialmente cristallini. La maggior parte dei materiali ceramici possiede alta durezza ed alta resistenza meccanica ad elevata temperatura.

ma tendono ad essere fragili (piccola o nessuna deformazione prima della rottura). I vantaggi dei materiali ceramici per applicazioni tecnologiche comprendono:

• Basso peso specifico
• Alta resistenza meccanica e durezza
• Buona resistenza termica e all'usura
• Ridotto coefficiente di attrito
• Proprietà isolanti

In chimica, un precursore è una sostanza che attraverso una reazione chimica diventa parte integrante di una nuova molecola.