I materiali

I materialiI materiali

A cura del prof. Nicola SasanelliA cura del prof. Nicola Sasanelli

(con il contributo della prof.ssa Stefania Luchetti)(con il contributo della prof.ssa Stefania Luchetti)

Corso per operatori dell’autoriparazioneTecnologia e Disegno – a.s. 2011-2012

Gli oggetti ed i materialiGli oggetti ed i materiali

• Domanda fondamentale: di che cosa è fatto?Domanda fondamentale: di che cosa è fatto?• Il Il MATERIALEMATERIALE influisce pesantemente sulle influisce pesantemente sulle

caratteristiche di un oggetto.caratteristiche di un oggetto.• Vi siedereste su una sedia di cartone?Vi siedereste su una sedia di cartone?• Prendereste un paio di occhiali fatto di Prendereste un paio di occhiali fatto di

acciaio?acciaio?• Vi mettereste un vestito fatto di vetro?Vi mettereste un vestito fatto di vetro?

• Perché?Perché?

Da dove vengono i materiali?Da dove vengono i materiali?• Dalla natura Dalla natura materiali materiali NATURALINATURALI

• Dal regno minerale Dal regno minerale MINERALIMINERALI METALLIMETALLI NONNON METALLIMETALLI

• Dai sistemi viventi Dai sistemi viventi BIOLOGICIBIOLOGICI• ANIMALIANIMALI• VEGETALIVEGETALI

• Prodotti dall’uomo Prodotti dall’uomo ARTIFICIALIARTIFICIALI• PLASTICHEPLASTICHE• GOMMAGOMMA SINTETICASINTETICA• LEGHELEGHE METALLICHEMETALLICHE• FIBREFIBRE TE TESSSILI SILI CHIMICHECHIMICHE

METTIAMOCI ALLA PROVA…METTIAMOCI ALLA PROVA…

METALLIMETALLI NON NON METALLIMETALLI

ANIMALIANIMALI VEGETALIVEGETALI ARTIFICIALIARTIFICIALI

Per scegliere il materiale con cui Per scegliere il materiale con cui costruire un oggetto dobbiamo costruire un oggetto dobbiamo

conoscere le proprietà del materialeconoscere le proprietà del materiale

Quali sono?Quali sono?

E’ IL MOMENTO DI COSTRUIRE

Facciamo una prova…Facciamo una prova…

• Materiale (ferro, plastica, gomma, ecc.)???Materiale (ferro, plastica, gomma, ecc.)???

• Proprietà:Proprietà:1.1. ……2.2. ……3.3. ……

Possiamo mettere in ordine le Possiamo mettere in ordine le proprietà?proprietà?

Proprietà dei materialiProprietà dei materiali

Fisiche/Chimiche

Meccaniche

Tecnologiche

Peso specificoColore e superficieConducibilità elettricaConducibilità termicaDilatazione termicaTemperatura di fusioneInalterabilità

Resistenza alle sollecitazioniDurezzaTenacità o resilienzaResistenza alla faticaElasticità

FusibilitàMalleabilitàPlasticitàSaldabilitàTemprabilitàStampabilitàFendibilitàCurvabilitàLucidabilitàEcc.

Proprietà fisiche Proprietà fisiche Ci fanno capire com’è fatto un materiale e come Ci fanno capire com’è fatto un materiale e come

si comporta:si comporta:1.1. Peso specifico (Ps) o densità Peso specifico (Ps) o densità

si esprime in kg/dmsi esprime in kg/dm33

Come riferimento si usa l’acqua distillata il cui Ps=1Come riferimento si usa l’acqua distillata il cui Ps=11 dm3 d’acqua pesa 1Kg ed equivale ad 1 litro

L’oro ha Ps=19,30 kg/dm3 L’alluminio ha Ps=2,7Kg/dm3

2. 2. Colore e superficieColore e superficie: per materiali come marmi, : per materiali come marmi, legnami, metalli, plastiche, vetro può essere legnami, metalli, plastiche, vetro può essere importante l’aspetto della superficie: importante l’aspetto della superficie: liscia o ruvida, liscia o ruvida, lucida o opaca, chiara o scura.lucida o opaca, chiara o scura.

Proprietà fisiche Proprietà fisiche

3. In base alla 3. In base alla conducibilità elettricaconducibilità elettrica i materiali si i materiali si dividono in:dividono in:

ConduttoriConduttori (metalli, acqua, grafite)(metalli, acqua, grafite)IsolantiIsolanti (carta, plastica, vetro, stoffa, ceramica, legno, (carta, plastica, vetro, stoffa, ceramica, legno,

ecc.)ecc.)SemiconduttoriSemiconduttori (silicio).(silicio).

4. 4. ConducibilitàConducibilità termicatermica: è la capacità dei materiali : è la capacità dei materiali di trasmettere il calore. di trasmettere il calore.

I metalli sono buoni conduttori di calore. I metalli sono buoni conduttori di calore. Si chiamano Si chiamano isolantiisolanti oo coibenticoibenti i materiali che non i materiali che non

trasmettono calore, come legno, plastica, ceramica.trasmettono calore, come legno, plastica, ceramica.


5. 5. DilatazioneDilatazione termicatermica: è la variazione di volume di un : è la variazione di volume di un materiale causato dall’aumento (o dalla diminuzione) di materiale causato dall’aumento (o dalla diminuzione) di temperatura.temperatura.

Tutti i materiali, tranne l’acqua, sono soggetti a questo fenomeno, dovuto Tutti i materiali, tranne l’acqua, sono soggetti a questo fenomeno, dovuto all’aumento dell’agitazione molecolare, tanto maggiore quanto più si all’aumento dell’agitazione molecolare, tanto maggiore quanto più si innalza la temperatura. È importante nella scelta dei materiali di innalza la temperatura. È importante nella scelta dei materiali di costruzione per ponti e strutture metalliche.costruzione per ponti e strutture metalliche.


66. . TemperaturaTemperatura didi fusionefusione: è quella alla quale avviene : è quella alla quale avviene il passaggio dallo stato solido a liquido per effetto del il passaggio dallo stato solido a liquido per effetto del calore. calore. I metalli fondono ad una precisa temperatura (punto di I metalli fondono ad una precisa temperatura (punto di fusione), mentre il vetro e la plastica hanno un intervallo di fusione), mentre il vetro e la plastica hanno un intervallo di fusione.fusione.


7. InalterabilitàInalterabilità: è la capacità di resistere al deterioramento provocato dagli agenti atmosferici o da sostanze chimiche.

Sono materiali inalterabili il vetro, la plastica, il rame, il piombo, ecc.


Mettiamoci alla provaMettiamoci alla prova

PesaPesa di più un chilo di acciaio o un chilo di lana?di più un chilo di acciaio o un chilo di lana?

Qual è il materiale più Qual è il materiale più DURODURO ? ?

L’acciaio è un materiale L’acciaio è un materiale ELASTICOELASTICO??

Proprietà meccanicheProprietà meccaniche

1.Resistenza alle sollecitazioni1.Resistenza alle sollecitazioni: è la capacità di un : è la capacità di un materiale di resistere a 5 sollecitazioni (sforzi) che materiale di resistere a 5 sollecitazioni (sforzi) che tendono a deformarlo. tendono a deformarlo.

trazione

flessione

torsionetaglio

Evidenziano come si comportano i materiali quando vengono

sottoposti a forze che tendono a deformarlisottoposti a forze che tendono a deformarli.

Esse sono:

2. Durezza. E’ la capacità di un materiale di resistere alla penetrazione di una punta o di non farsi scalfire. Si può valutare col metodo Brinell:si preme una sfera d’acciaio contro un materiale, poi si misura il diametro dell’impronta lasciata.

Questa proprietà è importante negli oggetti che devono sopportare frequenti e prolungati sfregamenti, come pentole, bicchieri e negli attrezzi da lavoro come trapani, scalpelli, lime, ecc.


3. Tenacità o resilienza. E’ la capacità di un materiale di sopportare bruschi sforzi (ad es. passare rapidamente da una temperatura molto alta ad una molto bassa) senza rompersi né fessurarsi. Il suo contrario è la fragilità.

4. Resistenza alla fatica. E’ la capacità di sopportare sforzi ripetuti, come negli organi meccanici delle automobili o nelle molle.


Pendolo di Charpy - Tecnico al lavoro

5. Elasticità. È la capacità di un materiale di riprendere la forma iniziale quando cessa la forza che tende a deformarlo.Si chiama limite di elasticità la forza limite alla quale il materiale rimane deformato in modo permanente e dopo la quale può rompersi.

Ad es. le corde da alpinismo, i cavi per ascensori, i ponti, le gru, ecc. hanno dimensioni calcolate considerando il limite di elasticità del materiale con cui sono fabbricate


Proprietà Proprietà tecnologichetecnologicheSi definiscono osservando come si comporta un materiale quando viene lavorato.Esse sono:

Attitudine al taglioFendibilità

Curvabilità Lucidabilità

Lavorabilità da macchine utensili

Plasticità

Duttilità

Malleabilità

Stampabilità

Attitudine alla verniciatura

Proprietà Proprietà tecnologichetecnologiche

TemprabilitàIl trattamento di tempra o tempera in generale consiste nel brusco raffreddamento di un materiale dopo averlo portato ad alta temperatura. Questo processo è molto comune per i metalli, ma è utilizzato ad esempio anche per il vetro.

SaldabilitàLa saldatura è un processo che realizza l’’unione di pezzi metallici per azione del calore e/o della pressione, con o senza aggiunta di un altro metallo.

Proprietà Proprietà tecnologichetecnologiche

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