Paniere verificato di Tecnologie dei materiali - Risposte aperte

I difetti cristallini planari possono essere:

Superfici esterne che rende la superficie più esposta all'erosione alle reazioni chimiche

Bordi di grano che avviene durante la solidificazione e i cristalli formati dai diversi nuclei si

incastrano tra loro

I geminanti, i bordi a basso e alto angolo , e difetti di impilamento

I difetti di volume invece si formano quando più difetti di punto si uniscono per formare un

vuoto, questo è uno dei difetti peggiori che influenza negativamente le prestazioni del

materiale

Difetti cristallini di linea

I difetti cristallini di linea vengono detti dislocazioni e si formano distorsioni di reticolo attorno

a una linea

Ci sono due tipi di dislocazioni: a vite e a spigolo

La dislocazione a vite è come se i piani si avviassero l'uno sull'altro creando delle zone di

trazione

La dislocazione a spigolo si verifica dove nel reticolo c’è un semipiano in più che crea delle

zone di trazione nelle immediate vicinanze

Difetti cristallini di punto

I difetti di punto possono essere: le vacanze e AUTOINTERSTIZIALE

Le vacanze avviene quando nel reticolo cristallino manca un atomo e rimane uno spazio

vuoto generando un rilassamento in quella zona

Un autointerstiziale avviene quando un atomo occupa una posizione nel reticolo che non è

la sua

Curve di raffreddamento

Una curva di raffreddamento è un diagramma di stato e si ottiene facendo un grafico

mettendo in relazione la temperatura in funzione del tempo, passando dalla temperatura di

fusione di quel materiale fino alla temperatura ambiente e serve per determinare a che

temperatura avviene un passaggio di stato nelle leghe e nei metalli puri

Prendendo in esempio la curva di raffreddamento di un metalli puri la curva si divide in varie

parti a seconda del passaggio di stato, alla massima temperatura il metallo si trova allo stato

liquido, e la sua temperatura cala fino a raggiungere la temperatura di solidificazione

(rimanendo in uno stato misto tra solido e liquido) e rimarrà a quella temperatura per un po

di tempo perchè perde un po di calore raffreddandosi e ne acquisisce calore latente

solidificandosi.

Anche scesi sotto la soglia della solidificazione la temperatura continuerà a calare fino alla

temperatura ambiente

Diagrammi di stato di sostanze pure

I diagrammi di stato sono grafici che rappresentano le varie fasi di un sistema al variare della

temperatura e pressione

I diagrammi di stato ci consentono di vedere il comportamento di sostanze pure al variare

della temperatura, ma con un raffreddamento molto lento

In particolare ci permettono di vedere quali sono le fasi e di conoscere a quale temperatura

una lega solidifica in condizioni di equilibrio e a quale temperatura iniziano le varie fasi

Prendendo in esempio il diagramma dell’acqua pure si ha che lungo la linea di evaporazione

coesistono lo stato liquido e gassoso, mentre lungo la linea di solidificazione coesistono

liquido e solido, ed esiste un punto in cui tutte e tre gli stati coesistono

Regola delle fasi di Gibbs

La regola delle fasi di Gibbs è un'equazione che ci permette di calcolare il numero di fasi che

coesistono in equilibrio in un sistema.

La formula è: F + V = C + 2 , dove F è il numero delle fasi che coesistono nel sistema,

C è il numero dei componenti del sistema e V sono i gradi di libertà delle variabili del sistema

(pressione, temperatura…)

Prendendo in esempio il diagramma dell’acqua pura si hanno 3 fasi che coesistono in un

punto, un componente del sistema, e facendo l’equazione esce che l’acqua pura ha 0 gradi

di libertà e che quindi nessuna delle sue variabili può cambiare singolarmente

Leghe binarie eutettiche

Le leghe binarie eutettiche vengono rappresentate su diagrammi di stato dove viene messa

in relazione la temperatura con le percentuali di miscuglio della lega

Molte leghe binarie metalliche sono costituite da metalli a bassa solubilità allo stato solido

Nel diagramma le regioni a bassa solubilità solida sono indicate con alpha e beta che si

trovano agli estremi del piano e vengono chiamate soluzioni solide limite

Un esempio può essere la lega piombo-stagno che nel diagramma abbiamo una fase solida

alpha con tanto piombo e poco stagno, mentre nella regione solida beta tanto stagno e poco

piombo

Questo tipo di trasformazione viene detta Invariante

Leghe binarie peritettiche

Le leghe binarie peritettiche vengono rappresentate su diagrammi di stato dove viene messa

in relazione la temperatura con le percentuali di miscuglio della lega

La trasformazione peritettica avviene quando la temperatura di fusione di due metalli si

avvicina molto generando un diagramma molto complesso

Nella trasformazione peritettica avremo una fase liquida che interagisce con una fase solida

per formare una nuova fase solida, quindi avremo due fasi solide come delta e gamma e

una fase liquida

Questo tipo di trasformazione viene detta Invariante

Trasformazioni invarianti

Le trasformazioni invarianti sono trasformazioni nei sistemi binari e possono essere

eutettiche o eutettoidica dove entrambe hanno due fasi di solide proveniente da un unica

fase, ma la fase reagente in quella eutettica è liquida mentre in quella eutettoidica è solida

Oppure si hanno trasformazioni peritettiche e peritettotoidica dove nella prima si ha una fase

solida che reagisce con una liquida, mentre nell’altra due fasi solide che reagiscono tra loro

Il ciclo naturale dell'acqua e sue alterazioni

L’acqua la si trova sulla terra in tutte e tre gli stati: liquido, solido (giaccio), gas (vapore)

L’acqua sulla terra continua a muoversi creando creando quello che viene chiamato ciclo

idrologico, che a prescindere dai movimenti dell’acqua la sua quantità rimane invariata sulla

terra

L’acqua del mare è in costante evaporazione per effetto del sole, il vapore rimane

nell'atmosfera per un determinato tempo e poi ritorna liquida sotto forma di precipitazione o

in mare o sui ghiacciai

Le acque dei ghiacciai percorrono i fiumi o infiltrazioni sotterranee fino a ritornare in mare

Tutto questo avviene grazie ai passaggi di stato dell’acqua: Condensazione, evaporazione,

solidificazione

Durante questo ciclo l’acqua subisce delle alterazione, entrando in contatto con sali solubili

arricchendosi di quest'ultimi, e perdendo i sali poco solubili

La dolcificazione

LA dolcificazione ha lo scopo di eliminare i sali che causano la durezza dell’acqua

La dolcificazione è divisa un due metodi: per precipitazione o scambio ionico

Il metodo per precipitazione può essere: processo calce-soda o al fosfato

Il processo di calce-soda prevede di aggiungere calce all’acqua per eliminare la durezza

temporanea calcica e l'anidride carbonica, e aggiungere soda per eliminare la durezza

permanente oppure con il processo al fosfato che prevede l'aggiunta di fosfato.

La dolcificazione per scambio ionico prevede l’inserimento di un corpo solido nell’acqua non

solubile che reagisca con gli ioni del magnesio e del calcio che provocano la durezza

dell’acqua

La grigliatura

La grigliatura è una filtrazione grossolana che ha lo scopo di eliminare dall’acqua il materiale

solido e si realizza facendo passare l'acqua su una griglia a barre, a maglia, o a piatto forato

Le griglie si possono dividere in grossolane, medie e fini

La rimozione del materiale di scarto può essere eliminato manualmente o meccanicamente

La demineralizzazione e la degasazione

La demineralizzazione è simile alla dolcificazione perché prevede l'eliminazione dei sali, ma

nel caso della demineralizzazione vengono eliminati tutti i sali all’interno dell’acqua

Questo processo viene eseguito utilizzando resine a scambio ionico e torri di degasaggio

La degasazione prevede di eliminare i gas all’interno dell'acqua utilizzando metodi fisici o

chimici

I metodo fisico prevede di raggiungere il punto di ebollizione dell’acqua che è il punto in cui

si ha la minima solubilità di un gas in un liquido

Il trattamento chimico prevede l’inserimento di sostanze che sfruttano il potere ossidante

dell’ossigeno per eliminarlo

La disabbiatura, la sedimentazione e la coagulazione

La disabbiatura, la sedimentazione e la coagulazione sono più o meno lo stesso trattamento,

quello che cambia è la dimensione delle particelle su cui agiscono.

La dissabbiatura ha lo scopo di eliminare i residui di dimensioni simili a quelli della sabbia,

consiste nel lasciare che i residui in maniera spontanea si depositino

LA sedimentazione agisce sulle sabbie fini e batterie.

La coagulazione agisce su quei materiali di piccola dimensione che normalmente non si

depositano, quindi si agisce in maniera chimica rendendo quei materiali più grossi per poi

procedere alla sedimentazione classica

La filtrazione dell'acqua

La filtrazione dell’acqua è un processo che prevede di far passare l’acqua attraverso un

sistema filtrante per gravità o per pressione, allo scopo di separare dall’acqua materiali non

sedimentabili

Questo processo genera un accumulo di materiale sulla superficie filtrante che richiede la

pulizia o sostituzione del filtro

Il ciclo del carbonio

Con ciclo del carbonio si intende quel sistema di interscambio di carbonio tra la geosfera,

idrosfera, atmosfera e biosfera, ed ognuno di questi è considerato una riserva di carbonio

il modo in cui avvengono questi scambi sono determinati da processi fisici, chimici, geologi

e biologi

I limiti di infiammabilità

Il limite di infiammabilità è un insieme di valori con un massimo e un minimo in cui la

percentuale di volume del combustibile deve essere affinché, una volta innescata la

reazione in un punto, si propaghi

Questi limiti sono influenzati dalla temperatura e dalla pressione che all’aumentare di queste

genera un aumento dei limiti di infiammabilità, anche se non sempre vale per la pressione

Questi limiti sono influenzati anche dalla velocità di propagazione della reazione nel

combustibile

Aria teorica di combustione e volume teorico dei fumi

Per aria teorica di combustione si intende il volume d’aria necessario per la combustione

completa di tutto il carburante, invece volume teorico dei fumi si intende il volume dei fumi

ottenuti dalla combustione completa del carburante

Vengono definite teoriche perché nella realtà non tutta l’aria entra in contatto con il

combustibile e quindi si tende ad aggiungere più aria di quella teorica, ma non troppa perchè

l’aria in eccesso assorbirebbe il calore

Il potere calorifico e la temperatura di accensione

Il potere calorifico e la temperatura di accensione sono due caratteristiche che bisogna

sapere per valutare u