Ogni materiale che troviamo in natura o che utilizziamo per realizzare ciò che ci serve, viene selezionato e utilizzato in base alle sue specificità, caratteristiche che lo rendono unico e insostituibile per determinati scopi. Ad esempio la trasparenza del vetro è una caratteristica insostituibile nella realizzazione delle finestre come la conduttività elettrica del rame lo è nella realizzazione dei cavi elettrici.
Alcune proprietà sono specifiche ed esclusive di alcuni materiali, mentre altre sono comuni a molti di essi. In questo caso per poter riuscire ad effettuare scelte opportune, è necessario che ogni materiale sia sottoposto a particolari prove o test che evidenzino e descrivano con scientificità quelle che sono le differenze tra di loro.
Ogni materiale, presenta caratteristiche diverse, ma tutte insieme possono essere catalogate all’interno delle seguenti macro-categorie:
| PROPRIETA’ FISICO-CHIMICHE |
Sono quelle proprietà che riguardano lo stato fisico, la struttura molecolare di un materiale acquisite nel suo processo di formazione naturale. Ad esempio la trasparenza per il vetro, le venature per il legno, la lucentezza per i metalli, sono proprietà uniche che descrivono lo stato fisico del materiale cui appartengono.
Sulla base di quanto detto, sono proprietà fisico-chimiche:
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COEFFICIENTE DI DILATAZIONE TERMICA |
| caratteristica di un materiale di accrescere la sua dimensione in modo lineare, superficiale o volumetrico in base alla variazione di temperatura ambientale |
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COLORE |
| dipende, in un corpo che non emette luce propria, da quali frequenze la sua superficie non assorbe e riflette |
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CONDUTTIVITA’ TERMICA |
| rappresenta la capacità di un materiale di trasmettere il calore |
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CONDUTTIVITA’ ELETTRICA |
| rappresenta la capacità di un materiale di trasmettere elettricità |
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DENSITA’ |
| rappresenta il rapporto in una sostanza tra la massa e il suo volume (per massa si intende la quantità di materia presente in un corpo) |
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IGROSCOPICITA’ |
| rappresenta la capacità di un materiale di assorbire e trattenere l’umidità |
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LUCENTEZZA |
| rappresenta la capacità della superficie di un materiale di riflettere la luce in determinate condizioni |
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ODORE |
| proprietà dovuta alla presenza di composti chimici volatilizzati che consentono di distinguere olfattivamente un materiale da un altro |
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OSSIDABILITA’ |
| rappresenta la perdita da parte di un materiale della sua lucentezza fino al formarsi della ruggine come conseguenza di una prolungata esposizione all’aria e all’umidità |
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PESO SPECIFICO |
| rappresenta il rapporto tra il peso di un campione di materiale e il suo volume |
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REFRATTARIETA’ |
| rappresenta la capacità di un materiale di resistere alle alte temperature |
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TEMPERATURA DI FUSIONE |
| rappresenta il passaggio di un materiale dal suo stato solido a quello liquido per somministrazione di calore dall’esterno. Nei metalli è costante |
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TOSSICITA’ |
| rappresenta la capacità di un materiale di produrre sostanze nocive per la salute quando reagisce con l’aria o l’acqua |
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TRAMA |
| rappresenta il disegno, la texture di un materiale come ad esempio nel legno o nel marmo |
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TRASPARENZA |
| rappresenta la capacità di un materiale di lasciarsi attraversare dalla luce; è l’opposto dell’opacità |
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Sono quelle proprietà che riguardano le capacità di un materiale di resistere alle azioni provocate da forze esterne che tendono a deformarlo. Come ad esempio quando saltiamo su di un trampolino, esercitiamo una grande forza su di esso che tende a piegarlo ma questo, non si spezza perché la sua resistenza è maggiore della forza che agisce su di esso.
Sulla base di quanto detto, sono proprietà meccaniche:
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COMPRESSIONE |
| rappresenta la resistenza che un corpo oppone ad una forza che tende a comprimerlo ossia ad accorciare le sue fibre |
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TRAZIONE |
| rappresenta la resistenza che un corpo oppone ad una forza che tende ad allungarlo; il pezzo, prima di rompersi, sin allunga in misura tanto maggiore quanto più il materiale è plastico |
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FLESSIONE |
| rappresenta la resistenza che un corpo oppone ad una forza ad esso perpendicolare che tende a curvarlo. La flessione è una forza composta, infatti le fibre superiori del corpo tenderanno ad accorciarsi (compressione) mentre quelle inferiori ad allungarsi (trazione). Le fibre poste sull’asse medio, detto neutro, non si accorceranno ne allungheranno |
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TORSIONE |
| rappresenta la resistenza che un corpo oppone ad una forza che tende a torcere le sue fibre |
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TAGLIO |
| rappresenta la resistenza che un corpo oppone a forze che applicate tendono a far scorrere uno sull’altro due piani vicini |
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DUREZZA |
| rappresenta la resistenza che un corpo oppone alla penetrazione di una punta cioè alla scalfitura. La durezza è misurata attraverso la scala di Mohs dove il materiale più tenero è il Talco e quello più duro il Diamante |
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RESISTENZA A FATICA |
| rappresenta la resistenza che un corpo oppone a sforzi variabili e ripetuti, come l’accorciamento e l’allungamento di una molla per migliaia di volte |
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RESILIENZA |
| rappresenta la resistenza che un corpo oppone alla rottura per sollecitazione dinamica, determinata con apposita prova d’urto. E’ l’opposto della fragilità |
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USURA |
| rappresenta la resistenza che un corpo oppone al logoramento, cioè alla perdita di materiale per distacco di particelle, quando organi meccanici in movimento sono a contatto tra loro |
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Sono quelle proprietà che riguardano l’attitudine di un materiale a subire lavorazioni, ossia a lasciarsi trasformare in oggetti finiti o semi-finiti.
Sulla base di quanto detto, sono proprietà tecnologiche:
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DUTTILITA’ o TRAFILATURA |
| rappresenta l’attitudine di un materiale di lasciarsi trasformare in fili sottili, trasformazione che può avvenire sia a caldo che a freddo |
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MALLEABILITA’ |
| rappresenta l’attitudine di un materiale di lasciarsi trasformare in lamine sottili per effetto di pressione |
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TEMPRABILITA’ |
| rappresenta l’attitudine di un materiale a cambiare la propria struttura se sottoposto ad un’azione di tempra, ossia un raffreddamento rapido dopo la sua formatura |
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SALDABILITA’ |
| rappresenta l’attitudine di un materiale a lasciarsi unire ad altre sue parti o ad altro materiale attraverso il riscaldamento delle superfici da unire o all’uso di altro materiale fuso da colare tra i due pezzi da saldare |
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STAMPABILITÀ e IMBUTIBILITA’ |
| rappresenta l’attitudine di un materiale ad assumere una forma definitiva mediante pressione tra uno stampo ed un contro-stampo a caldo (stampabilità) o a freddo (imbutibilità) |
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PIEGABILITA’ e CURVABILITA’ |
| rappresenta l’attitudine di un materiale a lasciarsi piegare in forme precise senza che durate la fase di piegatura il materiale abbia a spezzarsi o rovinarsi |
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LUCIDABILITA’ |
| rappresenta l’attitudine di un materiale a lasciarsi lucidare o levigare |
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FUSIBILITA’ e COLABILITA’ |
| rappresenta l’attitudine di un materiale di passare dallo stato solido a quello liquido per mezzo del calore e di poter essere colato dentro appositi stampi per dare pezzi di fusione |
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FUCINABILITA’ |
| rappresenta l’attitudine di un materiale ad essere modellato a caldo mediante percussione o pressatura |
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SOFFIABILITA’ |
| rappresenta l’attitudine di un materiale ad assumere una forma cava, come ad esempio una bottiglia, insufflando aria compressa all’interno di un campione di materiale posto all’interno di uno stampo |
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L’insieme di queste proprietà, definisce il percorso o la destinazione di ogni materiale, rendendolo idoneo o meno a determinate applicazioni o usi. Le leghe metalliche, rappresentano il tentativo da parte dell’uomo di superare i limiti fisici dei materiali, realizzandone di nuovi, migliori, capaci di acquisire ulteriori proprietà rispetto a quelle di cui sono forniti naturalmente.
MAPPA CONCETTUALE DELL’ARGOMENTO
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| APPROFONDISCI CON I VIDEO |
| LE PROPRIETÀ DEI MATERIALI |
ESTRUSIONE DEI METALLI |
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| Durata: 5:09 (anim) |
Durata: 2:16 (eng) |
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