Tecnologia dei materiali - Appunti

Introduzione

I materiali sono in genere elementi in forma solida, poiché la forma solida ha una capacità di resistere a stimoli esterni maggiore rispetto a materiali liquidi.

Ovviamente per stimoli esterni intendiamo i carichi applicati su di essi. Per materiali solidi, intendiamo un materiale le cui particelle elementari sono vincolate a rimanere ferme (o quasi) all'interno di una reticolo cristallino a causa delle forze attrattive che si esercitano vicendevolmente.

Tali forze attrattive sono quelle che consentono ad un materiale di resistere agli stimoli esterni (fino ad un determinato valore).

In particolare, i materiali possono essere raggruppati a seconda delle forze tra gli atomi: in genere i materiali da costruzione si distinguono in tre categorie:

• materiali metallici - (legame metallico)
• materiali ceramici - (legame ionico)
• materiali polimerici - (legame covalente)

Ogni categoria si distingue dell'altra per la differenza tra i legami esistenti.

In particolare, ciascuna categoria è caratterizzata da un tipo particolare di legame.

I legami esistenti sono quelli metallici (in cui degli ioni positivi si dispongono in contatto obblano lo stesso numero, anche tra di essi, e presentano una nuvola negativa di elettroni liberi di muoversi = conducibilità elevata),

quelle ionico (si sviluppa tra ioni negativi e ioni positivi = non conduttori) e quelli covalente (catene di atomi in cui atomi di carbonio sono legati tra loro)

Il tipo di legame condiziona le caratteristiche delle atome.

I materiali metallici sono ottimi conduttori e grazie alle deformation versano ad elevate energie. Viceversa avviene per i materiali ceramici.

Oltre a questi raggruppamenti, un ulteriore raggruppamento è la distinzione tra materiali metallici e amorfi.

materiali cristallini

Interazione quella che tutti gli atomi si trovano incastrati in una struttura precisa che li ripete all'infinito. Un esempio di struttura cristallina è quello cubico a facce centrate costituito da un atomo al centro del cubo, oppure un altro esempio è quello cubico a facce centrate costituito da un atomo al centro di ciascuna faccia.

Trovare un materiale amorfo è caratterizzato da una struttura disordinata prima di un reticolo cristallino regolare.

Una caratteristica fondamentale

Un materiale cristallino è avere una velocità di declusione (sic) . Un sistema compatto diventa più viscoso gradualmente. Un sistema non proteggico (sic) affatto in il vetro non fonde omogeneo ma si polverizza fra piccola e vetro può far traslare, le lampadine etc...

Oltre a questa, un ulteriore distinzione tra i materiali compatti è posta. Un materiale compatto è generalce (sic) un materiale e intercluso (sic) un uno stampo. Viene messo in motoriet calco per essere a freddo compattando le polveri (ad esempio compattazione delle polveri).

Un importante differenza tra tale materiali è che mentre in un vetro opera a tutti le tensioni, un materiale posso resiste rispetto alla trazione.

In particolare, in un materiale, è fondamentalmente inconerza (sic) il rapporto fra lo allentiazione e la deformazione:

Θ → Ε In genere la relazione θ-> ε e lineare per bassi val. della tensione (θ = kè dove kè il modulo di young) in questa fase se il carico viene tolto il materiale ritorna nella forma original ( e per questo si parla di legge eliso-linea). Se la tensione supera un certo valore, si ha successiv dipende dal tipo di materiale: - Nei materiale che si rompono alti che si deformano. - Un forte impulso -> (se stropic (e carico senza deponente))

Le prove su materiali metallici vengono fatto utilizzando da provini che presentano una forma come quella nello figura e la lotte (sic) sono costruite da un tratto spesso contorti (in cui si forma il collo) di due ricorda che un' per elemento che vengono per una miscela per seguire le interruzzi a tutte e velocita beoc (sic). In particolare nel caso dell'acciao (sic) al quale è presente una forma una, quella rappresentato in fig pagine succetiva (sic)

Ogni qualvolta le dislocazioni si muovono bene si ha una maggiore deformazione

Le dislocazioni, sono delle zone dove di un altra caratteristica dei materiali mettalici, cioè l'indurimento

Nei materiali metallici, una volta curvati ed entrati nella zona plastica, si induriscono.

Nella zona plastica, per un carico costante (caso delle curve cd), le dislocazioni si muovono bene

Tuttavia, la deformazione plastica ha un andamento, infatti, andando dal punto A al punto B aumentano le deformazioni, dobbiamo aumentare le tensioni

In particolare, il fenomeno dell'indurimento, è proposto da una causa, cioè l'aumento escono delle dislocazioni incallimentato

Infatti, nella zona plastica i metalli si deformano follemente (le dislocazioni si muovono bene), tuttavia la deformazione provoca a generare nuove dislocazioni

Le nuove dislocazioni "intranciano" quelle già presenti, così si genera un indurimento.

Quindi se si vuole aumentare la resistenza del materiale, te, più sfruttare l'inciudimento

Il metallo viene indurito precedentemente, in questo modo si elimina la parte plastica

(mmm)

Un'altra cosa molto importante sono i bordi di grano che sono zone all'interno delle 'quali' le strutture si perfetta una diversa della sruttura del grano adiacente

Quindi non vi è continuità tra le due zone

La presenza dei grani è dovuta alle tecnologie di recieracione dei metalli

Sappiamo che i metalli si ottengono da compatti allo stato liquido

Pu ottenere un materiale metallici omogeneo, è necessario togliere gli elemento non metallici

Una volta tolti, a cerca di fiasca il metallo topliendo calore, tuttavia al diminuire delle temperature tendere a fermarsi dei piccoli nuclei (2-3 atomi) che diventano origine ai grani

Questo fenomeno è ciò che porta alla formazione dei boridi di grano che sono una causa di maggiore ostacolo al movimento delle dislocazioni Ovviamente poi i bordi di grano non sono presenti a seguito to movimenti le dislocazioni, vicievano In particolari il numero di grani dipende dalla velocità di solidificazione del liquido

Un altro metodo е di mettere in contatto una sostanza meno nobile

Ad esempio creando una tensione, si collega il tubo con dello zinco che è un materiale meno nobile.

Le velocità di corrosione aumenta e (sequenza interrotta e cattiva) con lo zinco posto ad un abbassamento delle velocità di corrosione, diventando più

In questo caso tuttavia, ogni tanto dovrà andato a cambiare lo zinco che (funzionamento da anodo si consuma).

Un altro modo è di utilizzare il platino.

Il platino è un metallo più nobile, per cui la velocità di corrosione aumenta tuttora posso collegare una batteria per abbassare la tensione e quindi la velocità di corrosione.

Gli elettrodi possono del platino al suo grosso di generatore di tensioni. Avvianche è necessario che vi sia anche un collegamento (posta salina) tra il tubo ed il platino (vi nocia da chiudere il circuito)

In realtà gli elettroni non vengono prodotti dal platino ma dall’ossidazione di elettrodi presenti nel terreno.

Il limite di tale sistema di che funzioni solo in acqua ed nel terreno, ma non nell’aria (è però possibile creare il ponte salino). Tuttora è importante anche analizzare la corrosione atmosferica.

In aria, la corrosione avviene a causa delle condense. Tuttora in presenza delle condense la corrosione e la presenza in aree di inquinamento (saline e non).

I soli solfiti diventano stabili solo se legati all’acqua.

Acciaio al carbonio/potenziale

Gli acciai al carbonio, presentano una scarsa resistenza alle corrosione.

Essi formano la ruggine non protettiva perché non coesente al ferro.

Per di più proteggere questi accia si usano pitture, verniciature, aversimenti metallici (zinco) hanno l’obiettivo di tenere lontano l’acqua dall’acciaio (ruggine).

La velocità di corrosione varia a secondo della zona, è massimo in zone industriali e marino e minimo in zone rurale.

Un altro acciaio, è quello inox, vuole romina. Per questo si mettono de acciai da cromo.

Una grande alternativa potrebbe utilizzare gli acciai al piombojali, che sono ottenuti miscelando nell’acciaio piccola quantità di rame, rame e nichel che, durante la corrosione, viene una patina protettiva.