Riassunto esame Scienza e tecnologia, prof. Zucchini, libro consigliato Scienza e ingegneria dei materiali, Callister

Scienza e tecnologia dei materiali metallici

Capitolo 1

I materiali solidi sono stati raggruppati in 3 classi basiche: metalli, ceramici, polimeri.

Ci sono altri gruppi, meno importanti: composti, semiconduttori, biomateriali.

Metalli

Sono una combinazione di elementi metallici. Hanno un gran numero di _(e) ^(elettroni) ciò che li distingue da una sola sistemazione atomica particolare. Le proprietà dei metalli sono proprio dovute a queste _(e).

• Buona conduttività di calore e elettricità.
• Buona trasmissione della luce visibile.
• Sono superficiale ha un aspetto lucente.
• Sono generalmente persistenti e deformabili.

Ceramici

Sono composti da elementi metallici e non metallici (solo x la maggior parte ossidi, nitruri, carburi) Alcuni materiali come minerali argillosi, cemento e vetri rientrano a questa categorizzazione.

• In genere isolanti rispetto a elettricità e calore.
• Resistenti a temperature a pressioni alte anche T.
• Durissimi ma molto fragili.

Polimeri

Appartengono la materie plastiche e le gomme. Alcuni di essi sono composti organici, basati chimicamente su C H e altri elementi non metallici.

• Struttura molecolare molto grande.
• Basse densità.
• Estremamente flessibili.

Compositi

Sono composti da + di un tipo di materiale x esempio le vetroresine (in cui fibre di vetro sono legate dentro un materiale polimerico) Sono fatti sfruttando le caratteristiche di ogni materiale (x esempio resistenza del vetro e flessibilità del polimetrico).

Semiconduttori

• Proprietà elettriche intermedie tra conduttori elettrici e isolanti.
• Le caratteristiche elettriche di questi materiali sono facilmente influenzate dalla presenza di misure con atomi di impurità.
• Rilevanza in ridotto elettronico.

Biomateriali

Sono impiegati nel corpo umano. Non devono produrre sostanze tossiche ne essere tossici sopra certi possono essere impiegati come polimerizzati.

Capitolo 2

Ricordato che gli (e) di valenza sono quelli che occupano i livelli energetici a massima energia, e intervengono nei legami tra gli atomi e conromodo alla formazione dei legami atomici "molecolari" influiscono tutte proprietà chimiche e meccaniche.

Per configurazioni elettricamente stabili vengono registrati quando gli stati elettro della sfera esterna sono completamente compiti.

Quando i nuclei sono legati da primari legami e la chimica lì coopuscione es: polimeri (angoli da legami dei 109 (tetraedri)).

Legame Ionico

Unisce un elemento metallico e uno non metallico. A seguito di questo legame tutti gli atomi coinvolti assumono la configurazione elettronica stabile dei gas nobili, e acquisiscono una carica (diventano ioni). Le forze attrattive di legame sono di tipo coulombiano.

E_A = ^A/_r2

E_R = -^B/_rn

Il legame ionico è un legame addirezionale, ovvero l'energia di legame è la stessa in tutte le possibili direzioni intorno allo ione.

Il legame ionico è lungamente presente nei materiali ceramici.

• Energia di legame 600-1500 kJ/mol (cioè 3-8 eV/atomo)
• Alte temperature di fusione.

Legame Covalente

La configurazione elettronica stabile viene raggiunta in seguito allo scambio condiviso di elettroni e da parte di atomi adiacenti.

Il legame covalente è direzionale, ovvero non è presente tra atomi specifici e può essere soltanto molto marcato e coinvolgente gli atomi partecipanti allo scambio elettronico.

Rete molecolare di elementi non metallici e molte molecole contenenti atomi diversi tra loro come CH₄, H₂O... presentano legami cabalenti. (Anche nel diamante)

• È tipico dei materiali polimerici.

Legame Metallico

Si tratta dei metalli e delle loro leghe. Ricordiamo che i materiali metallici possiedono da 2, 3 e di più elettroni, i quali non sono legati ad un particolare atomo della struttura solida bensì sono in grado di spostarsi all'interno dell'intera struttura metalllica. Si può pensare a tali e quante una nuvola elettronica.

• È un legame addirezionale
• Parte dei ioni positivi.
• Energia da 68 kJ/mol (0.71 eV/atomo) - 850 kJ/mol (8.8 eV/atomo)
• Temperatura tra 39°C - 3410°C
• Quindi ci ne sono sia cordi che forti.

-> si det. la lunghezza delle proiezioni del vettore sui assi con dei tre

-> stessi tra amari senza coeff. comuni, e divisi per un fattore comune con

-> divisore e trascurato il segno

i tre numeri interi vengono separati da virgole, vengono scritti {1 2 3}

Per ciascuno dei 3 assi poniamo l'e coordinate o p. gli assi negativi vengono

invertiti con l'asse numero sopra {1 1 1}

Le direzioni più comuni sono [100] [110] [111]

CRISTALLI ESOAGONALI

Presentano una particolarità rispetto gli indici. Alcune direzioni crist. equivalenti

con alcuni del stesso valore degli indici (percaritt. <...>)

Si utilizzano un sistema di coordinate con 4 assi, detto il MILLER-

BRA-VAIS; 3 assi a1, a2, a3 sono contenuti in unico piano (PIANO

BASALE) e formano tra loro < 120°

L'asse c ⊥ a questo piano. Gli indici sono {h k i l}

[ u v t ] = -u v u

direttore da riportare

dentro di cartes-

ano

PIANI CRISTALLOGRAFICI

Sono specificati per mezzo di 3 INDICI DI MILLER del tipo (h k l)

Sono i piani tra loro // sono equivalenti e devono essere indicati

Il metodo è:

-> Se il piano passa per l'origine occorre costruire all'interno della

cella un segmento definito da un punto di intersezione tra un piano parallelo

e ad erredre direzione una seconda origine nel vertice di un altro {1111}

-> Da questo punto il piano crist. o intersecca o risolve,//per ciascuno

degli assi, sono gli inversii, dal punto di intersezione del piano con

ciascuno degli assi, espressi con parametri reciproci a,b,c

-> Si porzionano i reciproci di tali numeri. Un piano che risolta // a uno

degli assi ha un punto di intersezione all'infinito e perciò ha i corres.

indici = 0

-> Se necessario, i numeri devono essere cambiati x ottenere le

corrispondente misura degli elementi piccoli

-> Gli indici interi vengono scritti {1 2 3}

Uno intersecazione del lato negativo è rappresentato da una barra/sopra

sopra il numero

Composizione Soluzione

È importante esprimere la composizione (o anche delle leghe in termini dei suoi elementi costituivi. I 2 modi comuni sono:

Percento in peso

(ossia il peso di un particolare elemento rispetto la lega totale)

C₁ = (m₁ / m₁ + m₂) * 100

m_i = pesi (masse)

Percento atomico

(ossia il n° di moli di un elemento rispetto le moli totali)

n = m/A ➔ g/HM e da qui

C₁ = (n₁ / n₁ + n₂) * 100

Relazione per convertire percento in peso e percento atomico rispett solo 2 elementi

C₁⁺ + C₂⁺ = 100

percento atomico

C₁ + C₂ = 100

percento in peso

Nel calcolo delle diffuse è utile utilizzare %(m/v) cioè kg/m³

Ricordiamo che la densità è ρ = m/v

Altri difetti:

Dislocazioni (difetto lineare):

una parete di n° piano aggiuntivo di atomi, e sviluppa il cui sviluppo termina entro il cristallo.

(Dislocation a scalare)

L'asse della dislocazione è al piano del foglio.

Intorno all'asse della dislocazione sono localizzate le distorsioni del reticolo:

gli atomi al di sopra l'asse sono compressi, tra loro e quelli sotto sono teso dilatati.