I materiali e le loro proprietà Lezione 1

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1 I materiali e le loro proprietà Lezione 1

2 CONTENUTI 1. L origine dei materiali 2. Le proprietà dei materiali ATTIVITÀ Di quale materiale è fatto? Quale tipo di proprietà? 3. Le proprietà fisiche e chimiche 4. La resistenza alle sollecitazioni meccaniche 5. Le proprietà meccaniche 6. Le proprietà tecnologiche 7. Test di verifica

3 1. L origine dei materiali Osserva il mondo che ti circonda Classificazione dei materiali materiali di origine naturale materiali di origine artificiale

4 1. L origine dei materiali Materiali di origine naturale minerale biologica rocce metalli legno carta fibre tessili

5 1. L origine dei materiali Materiali di origine artificiale materie plastiche fibre tessili leghe tecno-materiali

6 1. L origine dei materiali ATTIVITÀ Di quale materiale è fatto? Di quali materiali sono composti gli oggetti presenti nella tabella della prossima slide? Qual è l origine del materiale usato per ogni oggetto? Sapresti dire, per ogni oggetto, se il materiale può essere sostituito con un altro? Quale?

7 ATTIVITÀ 1. L origine dei materiali Di quale materiale è fatto? Oggetto Materiale Origine Si può sostituire (sì/no) Materiale alternativo Libro Carta Naturale Sì E-book Tavolo da cucina Schienale della sedia Lavagna Matita Piatto Pedale della bicicletta Maglione Pantaloni Astuccio

8 2. Le proprietà dei materiali Le proprietà dei materiali si dividono in: proprietà fisiche e chimiche proprietà meccaniche proprietà tecnologiche

9 oggetto 3. Le proprietà fisiche e chimiche Densità (massa volumica) Conducibilità termica Temperatura di fusione Dilatazione termica Conducibilità elettrica Resistenza alla corrosione

10 Densità o massa volumica SIGNIFICATO Rapporto tra il peso di un corpo e il suo volume: si misura in kg/m 3. IMPORTANZA TECNOLOGICA La densità di un materiale determina la sua capacità di galleggiare nell aria o sull acqua.

11 Conducibilità termica SIGNIFICATO Capacità dei materiali di trasmettere calore. IMPORTANZA TECNOLOGICA I conduttori termici trasmettono calore (metalli). Gli isolanti invece non trasmettono calore (legno, plastica).

12 Dilatazione termica SIGNIFICATO Aumento delle dimensioni di un materiale all aumentare della temperatura. IMPORTANZA TECNOLOGICA È molto importante nella lavorazione dei metalli. Nell utilizzo di materiali che hanno questa proprietà (per esempio nel settore ferroviario e stradale) si possono presentare effetti negativi che vanno opportunamente compensati.

13 Temperatura di fusione SIGNIFICATO Temperatura alla quale un materiale passa dallo stato solido a quello liquido. IMPORTANZA TECNOLOGICA È fondamentale per conoscere il punto di fusibilità di un materiale.

14 Conducibilità elettrica SIGNIFICATO Capacità di un materiale di lasciarsi attraversare dalla corrente elettrica, quindi di trasmetterla ad altri corpi. IMPORTANZA TECNOLOGICA I metalli sono buoni conduttori. I materiali che invece si oppongono al passaggio della corrente (cioè hanno resistività) sono detti isolanti elettrici.

15 Resistenza alla corrosione SIGNIFICATO Proprietà chimica che esprime la capacità di conservazione di un corpo esposto all aria o agli agenti chimici. IMPORTANZA TECNOLOGICA I materiali inalterabili, detti inerti, non subiscono alterazioni a contatto con gli agenti chimici.

16 4. La resistenza alle sollecitazioni meccaniche Resistenza alle sollecitazioni meccaniche SIGNIFICATO Capacità di un corpo di resistere a sollecitazioni esterne fino a un certo valore (carico di rottura). IMPORTANZA TECNOLOGICA Caratteristica fondamentale per i materiali da costruzione. Trazione Le sollecitazioni meccaniche Taglio Compressione Torsione Flessione

17 Trazione

18 Compressione

19 Flessione

20 Taglio

21 Torsione

22 5. Le proprietà meccaniche Durezza Elasticità Plasticità Resilienza

23 Durezza SIGNIFICATO Resistenza di un corpo alla penetrazione di una punta. Esprime la resistenza di un materiale alla scalfittura. IMPORTANZA TECNOLOGICA Importante per i materiali che devono resistere all azione di forze meccaniche (colpi, urti, lanci).

24 Elasticità SIGNIFICATO Attitudine di un materiale a riprendere forma dopo essere stato sollecitato da forze esterne. IMPORTANZA TECNOLOGICA Importante per quei materiali che si deformano e che devono riprendere la forma iniziale (pneumatici).

25 Plasticità SIGNIFICATO Capacità di deformazione e mantenimento della forma acquisita. IMPORTANZA TECNOLOGICA Fondamentale per plasmare alcuni materiali (plastica).

26 Resilienza SIGNIFICATO Attitudine a resistere agli urti, senza subire rotture: è il contrario della fragilità. IMPORTANZA TECNOLOGICA Conoscere questa caratteristica è importante per evitare l uso di materiali troppo fragili in alcune strutture.

27 6. Le proprietà tecnologiche Fusibilità Saldabilità Duttilità Malleabilità Temprabilità

28 Fusibilità SIGNIFICATO Facilità con cui i materiali passano dallo stato solido a quello liquido. IMPORTANZA TECNOLOGICA Importante per i materiali che devono essere fusi per ottenere una forma definitiva (vetro, metalli, plastica).

29 Saldabilità SIGNIFICATO Attitudine di un materiale a essere unito ad altri materiali, sotto l azione del calore, per formare un corpo unico. IMPORTANZA TECNOLOGICA Fondamentale quando occorre unire saldamente due parti di un oggetto.

30 Duttilità SIGNIFICATO Proprietà del materiale di lasciarsi ridurre in fili sottili. IMPORTANZA TECNOLOGICA Importante per realizzare cavi, fili elettrici e fili da fibre tessili.

31 Malleabilità SIGNIFICATO Proprietà di un materiale di lasciarsi ridurre in lamine o fogli sottilissimi. IMPORTANZA TECNOLOGICA Importante per realizzare oggetti costituiti da lastre sottili, per esempio le lastre di vetro.

32 Temprabilità SIGNIFICATO Attitudine di alcuni materiali di acquistare maggiore durezza o resistenza dopo essere stati riscaldati e raffreddati bruscamente. IMPORTANZA TECNOLOGICA Importante per quei materiali che devono resistere agli agenti atmosferici e agli urti meccanici (vetri di sicurezza, carrozzerie).

33 2. Le proprietà dei materiali ATTIVITÀ Quale tipo di proprietà? Tra le proprietà elencate nella slide seguente, cerchia in rosso quelle fisiche o chimiche, in verde quelle tecnologiche, in blu quelle meccaniche.

34 ATTIVITÀ 2. Le proprietà dei materiali Quale tipo di proprietà? durezza elasticità conducibilità elettrica fusibilità plasticità resilienza malleabilità conducibilità termica densità temperabilità