Materiali Flashcards
possibili domande d'esame tratte anche da anni passati
Che tipi di materiali compositi esistono?
A matrice ceramica, polimerica o metallica
Che vuol dire brittle?
Un materiale che si rompe avendo solo deformazioni elastiche, reversibile (ceramici)
Che vuol dire fragile?
Un materiale che si rompe sotto sollecitazioni esterne contenute
Come definiamo un materiale?
Un solido che svolge una funzione
Come possono essere classificati i materiali? (origine)
Naturali, artificiali, sintetici
Come si classificano i materiali?
Metalli e leghe, materie plastiche, materiali ceramici, compositi
Cos’è un materiale anisotropo?
Un materiale le cui proprietà dipendono dalla direzione lungo la quale vengon misurate
Cos’è un materiale isotropo?
Un materiale le cui proprietà non dipendono dalla direzione lungo la quale vengon misurate
Cos’è una lega?
Un materiale composto da due o più elementi metallici
Cosa si intende per deformazione elastica
Un tipo di deformazione reversibile che avviene quando un materiale subisce uno sforzo e questo si deforma solo temporaneamente
Cosa si intende per deformazione plastica?
È un tipo di deformazione irreversibile che avviene quando un materiale subisce uno sforzo che supera il limite elastico.
Cosa sono i materiali artificiali?
Materiali naturali modificati chimicamente
Cosa sono i materiali espansi?
Materiali molto porosi a bassa densità
Cosa sono i materiali naturali?
Di origine geologica o chimica
Cosa sono i materiali sintetici?
Materiali non trovabili in natura
Dove si terovani i legami metallici?
nei metalli
Esempi di materiali in cui avviene la deformazione elastica
gomme, elastomeri, tutti i materiali
Esempi di materiali in cui avviene la deformazione plastica
Metalli, materiali polimerici, materiali
Formula della densità
d = m/v [kg/dm3]
Il campo elastico è descritto da
Legge di Hooke (sigma = e * epsilon)
Il limite elastico corrisponde
il punto oltre il quale il materiale subisce una deformazione plastica irreversibile, fino a rottura
Le leghe si possono dividere in
Ferrose e Non ferrose
Qual è il legame chimico trovato nei materiali ceramici?
Covalente
Quali sonno i legami deboli?
Interazioni dipolari, di van der Waals
Quali sono i legami forti?
Metallico, covalente, ionico
Quali sono le caratteristiche principali dei metalli?
opachi, lucenti, conduttori, elevata resistenza meccanica, duttili
Quali sono le caratteristiche principali dei polimeri?
bassa densità, legami forti, forma, isolanti termici elettrici, bassa rigidezza
Quando una deformazione è irreversibile si dice anche
PLASTICA
Se un materiale ha sia deformazioni elastiche che plastiche prima di rompersi si dice
DUTTILE
Se un materiale ha solo deformazioni elastiche fino a rottura si dice
FRAGILE
Un esempio di materiale brittle?
Ceramici
Una deformazione reverisibile vuol dire anche
che la deformazione è di tipo ELASTICA
Una deformazione si dice reversibile se
il materiale torna alla sua forma originale
Quali sono le tecnologie di lavorazione dei PMC?
Laminazione manuale, laminazione a spruzzo, Resin Transfer Moulding, pre-impregnazione, con sacco da vuoto, pultrusione, avvolgimento elicoidale
Alcune proprietà interessanti del sughero sono
impermeabilità, bassa densità, buon isolante, proprietà elastomeriche
Che cos’è la regola delle miscele nei PMC?
Spiega che le proprietà del composito dipendono dalla quantità in volume delle componenti. Proprietà compostio = (ɸm
× proprietàm) + (ɸf × proprietàf)
Che fibre di riforzo continue possono esistere?
Uniassiale, cross-ply, angle-py
Che fibre di riforzo discontinue possono esistere?
Random 2D, Random 3D
Che tipologie di fibre di rinforzo esistono?
Corte, continue, tessuti, feltri
Cos’è il lume?
la cavità all’interno del legno che permette il passaggio della linfa
Cosa sono i materiali compositi?
Materiali che hanno due o più materiali fisicamente distinti, sono dispersi in modo controllati, le proprietà finali sono una combinazione dei singoli
Densità e spessore delle pareti delle celle sono
strettamente correlate
Descrivi i pre-impegnati
Vengono preparati i laminati di fibre e resina, tagliati e sovrapposti, poi posti in autoclavi o in presse riscaldanti per polimezzare sotto calore e pressione
Descrivi il processo di Filament Winding
La fibra pre-impregnata di resina viene avvolta su un mandino della forma voluta.
Descrivi il processo di laminazione a spruzzo
Resina e fibre di vetro tagliate vengono applicate contemporaneamente da uno spray. Poi compressi con un rullo e infine reticolata per via termica
Descrivi il processo di laminazione manuale
Viene spruzzata resina su una serie di tessuti di fibra e poi compresso. Viene poi scaldata per solidificare la resina
Descrivi il processo di produzione con sacco da vuoto
durante la polimerizzazione, il materiale viene posizionato in uno stampo insieme a un sacco sottovuoto costituito da un film flessibile e impermeabile. Il sacco serve comprime il materiale per far penetrare la resina nel rinforzo fibroso, consolidando l’intero manufatto a pressione atmosferica.
Esempi di legni dolci sono
pino, abete
Esempi di legni duri sono
quercia, faggio, teak
Esempi di oggetti in sughero sono
galleggianti, isolanti, linoleum, rivestimenti e guarnizioni
I compositi CFRP sono
Polimeri rinforzati con fibra di carbonio
I compositi CMC hanno
Matrice ceramica
I compositi con rinforzo in fibre hanno
elevata rigidezza e resistenza meccanica
I compositi con rinforzo in particelle hanno
migliori caratteristiche elettriche, termiche, magnetichee di resistenza ad abrasione e urto
I compositi GFRP sono
Polimeri rinforzati con fibra di vetro
I compositi MMC hanno
Matrice metallica
I compositi PMC hanno
Matrice Polimerica
I compositi sono raggruppati in
Particle-reinforced, fiber-reinforced, structural
I Laminati sono
compositi strutturali
I semilavorati del legno permettono di
ridurre i limiti del legno massello come nodi, anisotropia
I semilavorati del legno sono
Compensato, truciolato, pannelli di fibre, legno lamellare, sughero
I tipi di legno si distinguono solo per
spessore delle pareti delle celle, ovvero densità
Il cartone ondulato o il legno alveolare sono tipi di strutture
sandwich
Il compensato viene prodotto
sfogliando il tronco in sottili strati 1-3mm sovrapposti con orientamento delle fibre diverso e incollati tra loro
Il flament winding è usato per costruire
pezzi a simemtria cilindica
Il legno ha un comportamento
viscoelastico/viscoplastico
Il legno lamellare sono
strati di lamelle di massello incollati mantenendo le fibre parallele.
Il legno lamellare, in confronto al massello, è meccanicamente
meno resistente
Il legno massello è limitato da
comportamento anisotropico, instabilità dimensionale, presenza di difetti
Il legno può esser tagliato in
travi, pali o elementi di sezione rettangolare ocme assi travi o travetti
Il legno si conserva bene in ambienti
secchi o con umidità costante
Il legno si può degratare per agenti
biologici, fisici e chimici
Il legno verdo è
è il legno alle condizioni di umidità al momento del taglio
Il legno, se sottoposto al fuoco
si brucia dall’esterno, con la possibilità di mantenere intatto l’interno
Il paniforte è
un semilavorato del legno in cui listelli di legno sono interposti tra due strati di legno sfogliato
Il rinforzo del legno sono
fibre cellulosiche
Il rinforzo di un composito è
Il costituente disperso
Il rinforzo è solitamente disperso come
fibre o particelle
Il truciolato è realizzato
essiccando trucioli, spruzzandoli con adesivo e pressati tra loro ad alta temeratura
Il truciolato, a parità di spessore col compensato è
meno resistente
In che modo sono prodotti i pannelli di fibre?
per sfibratura meccanica in pressione di vapore ad alta temperatura. pressati e poi incollati
L’essicamento naturale porta l’umidità del legno fino al
30%
L’igroscopicità di un legno è
l’affinità del legno ad assorbire o cedere umidità
L’umidità nel legno è definita come
percentuale in peso dell’acqua rispetto al legno essiccato
La composizione delle celle del legno è
38-50% cellulosa, 15-15% emicellulosa, 23-32% lignina
La densità del legno dipende da
proporzioni tra spessore della parete e dimensioni del lume, umidità del legno
La laminazione manuale è spesso usata per produrre
barche
La matrice del legno è
la lignina
La matrice di un composito è
Il costituente continuo del materiale
La presenza di un nodo implica a livello di resistenza meccanica
una riduzione della resistenza in quanto cambia la direzione delle fibre
La Pultrusione è spesso usata per produrre
profilati
La resistenza del compensato dipende da
numero, spessore, orientamento dei strati e tipo di adesivo
La resistenza meccanica del legno è data da
Densità, umidità, difetti, direzione di sollecitazione
La stagionatura del legno serve a
portare il legno a un valore di umidità simile a quello dell’ambiente d’uso
La tecnologia più comune per produrre PMC è
Pre-impregnati
Laminato significa
sovrapposizione di numerose lamine con diverso orientamento delle fibre
Le fibre solitamente usate nei compositi sono fatte di
Carbonio, Vetro, Aramidiche
Le strutture sandwich sono composte da
Pelli, core e collanti
Legni dolci e legni duri si dividono in base a
al rapporto tra dimensioni della cella e spessore delle pareti
Nei PMC le proprietà dipendono da
tipo di sollecitazione, fibre, lunghezza delle fibre, orientametno fibre, adesione tra fibre e matrice
Nel processo di Pultrusione
Le fibre vengono impregnate in una vasca con la resina, lo stampo riscaldato e poi estratto e tagliato
Nel processo di Resin Transfer Moulding
il rinforzo è introdotto a secco nello stampo e poi si inietta la resina in pressione
Per aumentare le proprietà meccaniche di un composito, si possono
orientare le fibre
Prima di essere stagionato, il legno va
tagliato
Qual è un esempio di materiale composito naturale?
Il legno
Quale parte del legno è responsabile della resistenza meccanica?
La parete della cella
Quali sono i limiti del legno?
Anisotropia, deformabilità, infiammabilità, degradabile, proprietà variabili
Quali sono i vantaggi del legno?
Leggerezza, aspetto, costo, isolamento termico, lavorabilità
Quando il legno raggiunge il punto di saturazione delle fibre che effetti ci sono?
Ritiro dimensionale, aumento densità, aumento resistenza, possibili deformazioni
Quando il legno raggiunge il punto di saturazione delle fibre ha un umidità del
30%
Quando il legno raggiunge un umidità del 30%, questo è detto
punto di saturazione delle fibre
Se il legno si gonfia è perché
le pareti delle celle assorbono acqua causando l’allontanamento tra le microfibrille di cellulosa
Se il legno si ritira è perché
le pareti delle celle perdono acqua causando contrazione delle microfibrille di cellulosa
Sovrapporre numerose lamine con diverso orientamento serve per
ridurre l’anisotropia
Un esempio di materiale composito artificiale è
la vetroresina
Un esempio di materiale composito naturale è
il legno
Il cartone a onda alta è usato per
resistenza a compressione e potere ammortizzante, poco stampabile
Il cartone ondulato a microonda ha uno spessore
inferiore a 2,5mm
Il cartone ondulato a onda alta ha uno spessore di
4,5mm
Il cartone ondulato a onda bassa ha uno spessore di
2,5 mm
Il cartone ondulato a onda media ha uno spessore di
3,5 mm
Il rotocalco è un tipo di stampa
diretta, in cui il foglio viene fatto rotolare su un piano di stampa inchiostrato
Il tetrapak è un
cartoncino accoppiato a polietilene e alluminio
L’offset è
un tipo di stampa in cui l’inchiostro è dato su un elemento intermedio in gomma
La carta a fibre corte proviene da
legni di latifoglia (faggio, betulla, eucalipto, pioppo)
La carta a fibre lunghe proviene da
legni di resinoso (pino, abete, larice)
La carta da macero
è la carta da riciclata che poi viene selezionata, triturata e compressa
La carta e il cartone sono formati da
cellulosa
La carta in cellulosa è la più
pregiata
la carta in pastalegno è
di bassa qualità ed economica
La carta non patinata è
porosa
La carta per uso grafico ha come caratteristiche fondamentali
inchiostrabilità, evidenziabilità, macchinabilità
La carta può essere distinta per tipi di fibre/paste
pasta chimica o pasta meccanica
La cartapesta è ottenuta unendo
carta e stracci colla vinilica o di farina
La colla nella carta conferisce
consistenza e inchiostrabilità
La flessografia è un tipo di stampa
diretta, in cui si una forma in rilievo in gomma
La pasta chimica si ottiene
attraverso la bollitura di chips ricavati da tronchi scortecciati. Sostanze chimiche, vapore e temperatura sciolgono la lignina lasciando solo la cellulosa
La pastalegno si ottiene
Scortecciando i tronchi che vengono sfibrati con una mola
La patina è
una miscela di pigmenti e collanti
La patina è utile per
regolare inchiostrabilità, grado di liscio, lucidità, grado di bianco
La serigrafia è un tipo di stampa
diretta che fa uso di forme di stampe permeabile (tipo le magliette)
Le caratteristiche del cartone a onda media sono
buon rapporto qualità/prezzo, buona stampabilità, buona resistenza a compressinoe
Le cariche minerali all’interno della carta sono solitamente
carbonato di calcio, caolino, talco
Le cariche minerali nella carta possono costituire
il 50% della carta
Le carte a fibra coperta sono dette
patinate
Le carte a fibra nuda sono dette
naturali
Le carte patinate subiscono
la deposizione di strati di patina
Le carte possono essere stampate tramite
offset, rotocalco, flessografia, serigrafia
Le categorie della carta sono
da stampa, da ufficio, da imballaggio, cartoncini, igienico-sanitari, uso industriale
Le sostanze minerali nella carta conferiscono
peso e opacità
Per la produzione di fogli, una volta scelta la pasta, si aggiunge
sostanze minerali, colla, colorante
Una volta ottenuta pasta per la carta questa viene
raffinata
Cos’è un difetto sostituzionale?
Difetto 0D, in cui un atomo sostituisce un atomo proprio del reticolo
Cos`è la porosità?
Un difetto 3D, spazi vuoti all’interno del cristallo
Cos`è un difetto interstiziale?
Un difetto 0D, in cui un atomo più piccolo si interpone tra altri atomi del reticolo
Cosa permette l’esistenza delle leghe?
I difetti sostituzionali e interstiziali
Cosa sono i bordi di grano?
Un difetto 2D, regioni in cui due cristalli si incontrano con orientamenti diversi
Cosa sono le dislocazioni?
Difetti 1D in cui una linea di atomi si interpone tra le altre
Cosa sono le vacanze?
La mancanza di un atomo nel reticolo
Gli atomi interstiziali sono un difetto
adimensionale
Gli atomi sostituzionali sono un difetto
adimensionale
I bordi di grano agiscono come
ostacoli al moto libero dislocativo, riducento la duttilità
I bordi di grano sono un difetto
bidimensionale
I cristalli in realtà,
non sono completamente perfetti
I difetti di punto permettono l’esistenza di
leghe, acciai e diffusione allo stato solido
Il fatto che i cristalli reali non siano perfetti permette
utili proprietà nei materiali
L’acciaio presenta difetti
adimensionali interstiziali
La diffusione allo stato solido permette
la sinterizzazione delle ceramiche
La diffusione allo stato solido è possibile grazie
ai difetti di punto
La porosità è un difetto
tridimensionale
Le dislocazioni permettono
la deformazione plastica
Le dislocazioni sono un difetto
monodimensionale
Le leghe presentano spesso difetti di tipo
sostituzionale
Le vacanze sono un difetto
adimensionale
Maggiore è il numero di bordi di grano
minore è la duttilità
Nei solidi amorfi gli atomi hanno
ordine a corto raggio
Nei solidi cristallini gli atomi hanno
ordine a lungo raggio
Perché i metalli sono duttili e le ceramiche no?
Perché nelle ceramiche il legame è covalente direzionale, per cui il moto degli atomi è impedito. Nei metalli il legame è (metallico) adirezionale
Quali sono i difetti adimensionali?
vacanze, iterstiziali, sostituzionali
Quali sono i difetti bidimensionali?
Bordi di grano
Quali sono i difetti monodimensionali?
Disolcazioni
Quali sono i difetti tridimensionali?
Porosità
Quando parliamo di difetti dei cristialli, stiamo osservando la scala dimensionale
atomica
Una minore porosità comporta
minore resistenza meccanica, maggiore densità, minore durabilità, maggiore isolamento
Capisci che una superficie è ruvida quando la luce ha un raggio
il raggio non è riflesso ma diffuso
Che tipi di prove meccaniche esistono?
Statiche, dinamiche o di fatica
Cos’è l’elasticità?
La capacità di un materiale di tornare alla sua forma originale
Cos’è la compressione?
Una forza che accorcia o comprime un materiale
Cos’è la durezza?
La resistenza all’indentazione
Cos’è la flessibilità?
La capacità di un materiale di piegarsi senza rompersi
Cos’è la resistenza?
La capacità di un materiale di resistere a carichi senza rompersi
Cos’è la tenacità a frattura?
La capacità di un materiale di resistere alla propagazione di una frattura/difetto quando presente
Cos’è la tenacità?
La capacità di un materiael di resistere a un impatto o uno shock
Cos’è la trazione?
Una forza che allunga un materiale lungo un asse
Cos’è lo shear/taglio?
Una forza che produce scorrimento tra strati adiacenti di un materiale
Cos’è una prova meccanica di fatica?
Quando la sollecitazione è applicata ciclicamente per tante volte fino a produrre una rottura
Cos’è una prova meccanica dinamica?
Quando la sollecitazione viene applicata bruscamente sotto forma di impulso
Cos’è una prova meccanica statica?
Il carico è progressivamente aumentato fino a rottura
Cosa dice la legge di Hooke?
la deformazione è proporzionale alla forza fino a un limite elastico (𝝈 = 𝑬 ∙ 𝜺)
Cosa quantifica il modulo elastico E?
la rigidezza del materiale
I materiali opachi trasmettono
poca riflessione e assorbimento, zero luce
I materiali traslucidi trasmettono
luce con diffusione
I materiali trasparenti trasmettono
Trasmettono la luce, con poca riflessione e assorbimento
La capacità di fonoassorbimento è data anche
dalla forma del materiale, che deve essere estesa
La ceramica è adatta a resistere alla compressione?
sì
La ceramica è adatta a resistere alla trazione?
no
La luce può essere
trasmessa, assorbita o riflessa
Quali sono alcune proprietà chimiche?
Resistenza al degrado/durabilità in esercizio
Quali sono alcune proprietà fisiche?
Densità, conducibilità termica; trasparenza
Quali sono alcune proprietà meccaniche?
Modulo elastico/rigidezza; resistenza a trazione; compresione; flessione; durezza…
Un esempio di reazione interna?
L’allungamento
Un esmepio di azione esterna?
La forza a
Un materiale è fonoassorbente se
attenua la riflessione dell’onda sonora
Un materiale è fonoisolante se
riduce la trasmissione del suono
Altre lavorazioni (dei metalli) a macchina possono essere
tornitura, foratura, fresatura, rettifica, molatura
Calore specifico acciai al carbonio
440-520°C
Che caratteristiche hanno gli acciai inox ferritici?
Meno resistenti a corrosione, meno costosi, buona duttilità
Che caratteristiche hanno gli acciai inox martensitici?
I meno resistenti alla corrosione, elevata resisitenza meccanica, difficile deformazionoe (coltelleria pregiata)
Che cos’è la bonifica?
Tempra + rinvenimento (Raffreddamento lento)
Che designazione ha l’alluminio?
Serie XXXX, in base la composizione
Che effetti ha la bonifica?
ottimo compromesso tra resistenza meccanica e tenacità
Che effetti ha la ricottura?
rende duttile e facilmente deformabile un acciaio
Che effetti ha la tempra?
Aumenta durezza e resistenza, rendendo meno duttile e più fragile
Che tecniche di getto esistono per la produzione dei metalli?
Lingotteria, colata continua, getto in sabbie, getto in conchichie, getto a cera persa, pressofusione
Che tipi di acciai inox esistono?
Austenitici, ferritici, mertensitici
Che tipi di giunzioni possono essere usate nei metalli?
Saldatura, brasatura, giunzioni, incollagio
Che tipi di rivestimenti può avere un metallo?
Zincatura, anodizzazione, cromatura, placcatura, stagnatura
Che tipi di trattamenti termici hanno gli acciai?
Ricottura, tempra, bonifica
Che tipi di trattamenti termici può subire un metallo?
Tempratura, Bonifica, rinvenimento, ripristino, ricristallizzazione
Che vantaggi o svantaggi porta il rafforzamento di un metallo?
aumenta la resistenza meccanica ma perde di duttilità ed eventualmente anche di tenacità
Come funziona la designazione del magnesio?
XXNN, Due lettere per gli elementi principali in lega e due cifre per il peso in percentuale delle due leghe.
Conducibilità termica acciai al carbonio
45-55 W/mK
Contenuto energetico acciai al carbonio
57-72 MJ/kg
Cos’è il rinvenimento?
Il metallo viene riscaldato ma mantenuto a una temperatura inferiore
Cos’è l’oro bianco?
75% Au, 25% Ni/Ag/Pd
Cos’è l’oro blu?
Lega di oro e di ferro che subisce trat. termici
Cos’è l’oro giallo?
75% Au, 12-7% Ag, 13-18% Cu
Cos’è l’oro rosa?
75% Au, 6-5% Ag, 18-20% Cu
Cos’è l’oro rosso?
75% Au, 4,5% Ag, 20,5% Cu
Cos’è l’oro verde?
75% oro, 12,5% argento, 12,5% rame
Cos’è l’ottone?
Una lega di rame a base di rame e zinco
Cos’è la ricottura?
Cuocere due volte un acciaio
Cos’è la stagnatura?
Un tipo di rivestimento per metalli, solitamente condotto su acciaio o rame, per aumentarne la resistenza a corrosione. È usata per prodotti alimentari
Cos’è la tempra?
Raffreddamento rapido
Cos’è un acciaio inox austenitico?
È il pià comune, facilmente deformabile, saldabile, non magnetico e alta tenacità e resistenza a corrosione
Cos’è un alpacca?
Una lega a base di rame, zinco e nichel
Cos’è un bronzo?
Una lega di rame e stagno
Cosa cambia tra acciaio e ghisa?
La concentrazione in peso di Carbonio
Cosa si intende per materiale metallico?
Un materiale composto da metalli legati con legame metallico, che è adirezionale -> duttili. Condunoco elettricità e calore, sono opachi, hanno temperature di fusione medio alte, bassa dilatazione termica e medio alto modulo elastico
Cosa sono le ghise?
Lega di ferro contenente tipicamente tra il 2% e il 4% di carbonio.
Deformazione a rottura della ghisa
0,3-0,4%
Densità acciai al carbonio
7,8-7,9 g/cm3
Densità della ghisa
7,1-7,2 g/cm3
Elenca i vari tipi di acciaio inox da quello a maggiore resistenza meccanica a quello meno resistente
Martensitici, ferritici, austenitici
Esempi di oggetti in ghisa?
Colonnes, travi, parti di motori, tubi, elementi decorativi, fornelli.
Espansione termica acciai al carbonio
10-14e-6 °C
Gli acciai del gruppo 1 hanno designazione
X000X Lettera indicante impiego; numeri per proprietà; lettere per caratteristiche
Gli acciai del gruppo 1 sono solitamente usati per
uso generale, costruzione, utensili, inossidabili
Gli acciai del gruppo 2 hanno designazione
0.XXXX numero identificativo del metallo; numero di gruppo aciaio; numero sequenziale lega;
Gli acciai si distinguono in
due gruppi, uno che li distingue per applicazione, uno per composizione chimica
I materiali metallici sono classificati in
ferrosi e non ferrosi
I metalli ferrosi a base di ferro sono chiamati
acciai e ghise
I metalli possono anche essere lavorati per deformazione
plastica
Il getto a cera persa è utile per produrre componenti di tipo
cavo o pieno
Il processo della pressofusione è caratterizzato da
iniezione ad alta velocità o bassa viscosità
Il processo di produzione degli ogetti metallici parte dalla
lega metallica fusa
In che modi possono essere prodotti gli oggetti metallici?
Getto in stampi o metallurgia delle polveri
In una lega ferrosa, più C c’è, più
aumenta resistenza e durezza, diminuendo duttilità
L’estrusione è un processo in cui
il semilavorato viene forzato per compressione attraverso una matrice per alterarne la forma
L’imbutitura è un processo in cui
una lamiera viene compressa dentro una cavità
La colata continua è utile per la produzione di
semilavorati a sezione quadrata/circolare
La differenza tra estrusione e trafilatura è
il tipo di azione impiegata. Nell’estrusione viene compresso contro la forma. Nella trafilatura viene “tirato” per trazione lontano dalla forma
La differenza tra getto in conchiglia e getto in sabbia sono
Nel getto a conchiglia si usano stampi metallici riutilizzabili
La finitura di superficie dei metalli può essere realizzata tramite
sabbiatura, lappatura o rivestimenti
La forgiatura è un tipo di lavorazione che include
un semilavorato forzato a riempire unon stampo per compressione
La laminazione è un processo di
modifica della sezione trasversale dei semilavorati
La metallurgia delle polveri è una tipologia di manufattura
additiva
La trafilatura è un processo in cui
il semilavorato viene forzato per trazione attraverso una matrice tronco-conica al fine di produrre fili o barre
Le caratteristiche del getto in conchiglia sono
Gli stampi sono costosi, finitura buona, ottime tolleranze
Le caratteristiche del getto in sabbia sono
costi limitati e facilmente adattabile
Le caratteristiche della pressofusione sono
Alta qualità, estrema precisione, finitura liscia, buone prop meccainche
Le caratteristiche delle ghise sono
alta resistenza a compressione ma più fragili, poco deformabili, facile colaggio, basso costo, si corrodono, elevata riciclabilità
Le fasi del getto in sabbie metallurgiche sono
- modello 2. formatura stampo 3. colata nella forma 4. solidificazione
Le leghe con altri metalli base sono chiamate
Leghe di [metallo]
Limite snervamento acciai al carbonio
250-1750 MPa
Modulo elastico acciai al carbonio
4-47 GPa
Nel getto a cera persa, per un componente cavo, i passaggi sono
modello in argilla, strato di cera, canali di accesso, colata, cottura
Nel processo di trafilatura dei materiali metallici il semilavorato:
- forzato a passare attraverso una matrice per trazione
Per cosa vengono usati gli acciai inox ferritici?
mobili, accessori d’arredo, apparecchi
Proprietà meccaniche principali della ghisa?
Elevata resistenza a compressione, buona resistenza all’usura, bassa resistenza a tensione, elevata duttilità.
Qual è il modulo elastico del titanio?
90-135
Qual è il modulo elastico dell’alluminio?
68
Qual è il modulo elastico dell’argento?
78
Qual è il modulo elastico dell’oro?
79
Qual è il modulo elastico delle leghe di magnesio?
40-47 GPa
Qual è il vantaggio dell’anodizzazione?
Resistenza a corrosione, abrasione, non aumenta il peso, idoneo per incollaggio
Qual è la densità del magnesio puro?
1,74
Qual è la densità del rame?
8,94
Qual è la densità del Titanio?
4,5
Qual è la densità dell’alluminio?
2,71
Qual è la densità dell’argento?
10,5
Qual è la densità dell’oro?
19,3
Qual è la designazione dell’argento?
999 se è puro al 99,9%. l’argento 925 sterling contiene il 7,5% di rame.
Qual è la temperatura di fusione del magnesio?
650°C
Qual è la temperatura di fusione del rame?
1083°C
Qual è la temperatura di fusione del titanio puro?
1660°C
Qual è la temperatura di fusione dell’alluminio?
660
Qual è la temperatura di fusione dell’argento?
961°C
Qual è la temperatura di fusione dell’oro?
1063°C
Quali osno le caratteristiche dell’argento?
resiste a corrosione, facilmente modellabile, antimicrobico, sottoprodotto dell’estrazione di rame, piombo e oro
Quali sono gli acciai inox dal più resistente alla corrosione al meno resistente?
Austenitici, ferritici, martensitici
Quali sono gli ottoni alfa-beta?
Ad alto tenore di zinco (35-40%) usati per il settore navale o architettonico
Quali sono gli ottoni gialli?
Quelli a medio tenore di zinco (30-35%) usati per lampade e ferramenta
Quali sono gli ottoni rossi?
A basso tenore di zinco (5-20%) usati per gli strumenti musicali
Quali sono i meccanismi di rafforzamento dei materiali metallici? (ostacolo al moto)
Taglio di grano, deformazione plastica
Quali sono i problemi dell’alluminio?
È molto energivoro, costa più dell’acciaio
Quali sono le caratteristiche del magnesio?
È molto leggero, facilmente deformabile, saldabile, bassa resistenza alla corrosione, molto infiammabile, costoso
Quali sono le caratteristiche del rame?
È antimicrobico, facilmente colabile, facilmente saldabile, ottimo conduttore, riciclabilità elevata, impatto ambientale pesante, resistene alla corrosione
Quali sono le caratteristiche del titanio?
Elevata resistenza meccanica, proprietà specifiche, forgiabile, saldabile, poca dilatazione termica, costoso, biocompatibile, energivoro, riciclabile, resistente a corrosione
Quali sono le caratteristiche dell’alpacca?
È una lega bianca non preziosa, lucente e dura, simile all’argento. ha buona resistenza a corrosione e buona saldabiliità. è usato per posate e montature di occhiali. non è buono per cibi acidi
Quali sono le caratteristiche dell’oro?
Resiste a corrosione, facilmente modellabile, purezza espressa in carati, estrazione difficile e inquinante
Quali sono le designazioni del rame?
C e 5 cifre (C2xxxx)
Quali sono le designazioni del titanio?
Leghe Alfa, Alfa+Beta (più comune), Beta. Sono definite in funzione della composizione e delle fasi precedenti. (es. Ti-6-4, Ti-6%, Al-4% peso
Quali sono le leghe a base di rame?
Ottone, bronzo, alpacca
Quali sono le leghe d’oro?
Oro verde, giallo, rosa, rosso, blu, bianco
Quali sono le proprietà dell’alluminio?
È molto duttile, ottimo conduttore termico, resiste alla corrosione, altamente riciclabile
Quali sono le tipiche percentuali di carbonio?
Tra il 2% e il 4%.
Resistenza a compressione della ghisa
1400-1750 MPa
Resistenza a trazione della ghisa
140-490 MPa
Se il metallo viene deformato a caldo
si ottengono variazioni maggiori
Se il metallo viene deformato a freddo
si genera anche incrudimento, migliorando limite di snervamento e resistenza a rottura, riducendo però duttilità
Se in una lega ferrosa, c’è MENO del 2,1% di C è
un acciaio
Se in una lega ferrosa, c’è più del 2,1% di C è
una ghisa
Su che serie di di alluminio si fa l’anodizzazione di solito?
1000, 2000, 5000, 6000, 7000
Temperatura esercizio acciai al carbonio
70-360°C
Che modulo elastico hanno le pietre?
tra i 58 e i 78 GPa
Che tipi di classificazione per composizione esistono per le pietre?
silicatiche, calcaree o solfatiche
Che tipi di finitura superficiale possono avere le pietre?
superficie di spacco, piano di sega, lavorazioni ad urto, levigazione o lucidatura
Esempi di pietre non lucidabili dure sono
porfidi, basalti, quarziti, ardesie, gneiss
Esempi di pietre non lucidabili tenere sono
tufi, arenarie
Esempi di rocce metamorfiche sono
Marmi, graniti, serpentini, travertini
Esempi di rocce sedimentarie sono
calcaree, silicee, solfatiche, miste
I graniti sono
metamorfiche lucidabili, resistenti meccanicamente, compatti e adatti per uso esterno
I marmi sono
rocce metamorfiche lucidabili e facilmente lavorabili, adatti anche per esterno
I travertini sono
metamorfiche tenere e porose, facilmente lavorabili e con proprietà meccaniche limitate, solo alcune sono lucidabili
Il corian è un tipo di
pietra artificiale composta da idrossido di alluminio e PMMA, con aggiunta di pigmenti
L’Okite è un tipo di
pietra artificiale composta da resine polimeriche
Le caratterische delle pietre sono…
fragili (solo def. elastica), resistenti a compressione, resistenti a termperature alte, isolanti termici ed elettrici, inerti
Le pietre artificali sono
formate da calcestruzzo e malta di cemento o graniglie e polveri minerali
Le pietre non lucidabili sono
di diversi colori e caratteristiche
Le pietre ricostruite sono
miscele di leganti e inerti di granito o marmo
Le pietre sono classificate per
composizione oppure origine
Le pietre sono un materiale…
ceramico
Le rocce effusive subiscono un raffreddamento
veloce
Le rocce intrusive subiscono un raffreddamento
lento
Le rocce metamorfiche derivano da
trasformazione di rocce eruttive o sedimentarie -> ricristallizzazione o pressione
Le rocce metamorfiche sono classificate in base a
gli utilizzi
Le rocce metamorfiche sono classificate in:
marmi, graniti, pietre non lucidabili, travertini
Le rocce sedimentarie si originano per
deposizione e consolidamento di prodotti di disgregazione di rocce pre-esistenti
Le rocce silicatiche sono di tipo
eruttive
Le roce eruttive possono essere di tipo
intrusivo o effusivo
Qual è la densità delle pietre?
tra il 2,3 e il 2,5%
Qual è un esempio di pietra solfatica?
il gesso
Quali sono alcuni esempi di rocce calcaree?
calcari, dolomie, marmi
Quali sono alcuni esempi di rocce silicatiche?
quarzo, feldspati, miche, graniti, basalti
Una roccia eruttiva deriva dalla
solidificazione del magma fuso
Acluni esempi di materiali ceramici sono
Terra cotta, porcellana, faenze, maioliche, gres, laterizi
Che tipo di rivestimenti superficiali sono applicabili alle ceramiche?
Smalto o vetrino.
Cos’è un materiale ceramico?
Materiali formati dalla combinazione in rapporti stechiometricamente definiti di elementi metallici e non, caratterizzati da legame covalente
Durante la fase di essiccamento, le ceramiche rischiano
perdita di plsticità e ritiro dimensionale
Gli smagranti sono
Sabbia o argilla cotta macinata che servono a controllare la plasticità e il ritiro dopo la formatura
I fondenti sono
calcare o feldspati che durante la cottura riempiono le porosità generando una struttura più compatta
I materiali ceramici sono legati con
legame covalente direzionale
I rivestimenti superficiali delle ceramiche hanno funzione
estetica, impermeabile, protettiva, igienica
I rivestimenti superficiali delle ceramiche possono essere fatti aderire
con una seconda cottura a 50°C, oppure applicati direttamente sul prodotto cruo
Il fatto che nei ceramici il legame sia direzionale implica
la non duttilità
il modulo elastico della porcellana è
104
L’argilla è modellabile perché
durante la miscelazione, le molecole di acqua si interpongono tra i cristalli lamellari di argilla
L’argilla è un
allumino-silicato idrato
La densità della terracotta è
2,4
La fase di essicazione e sinterizzazione nelle paste compatte avviene a temperature di
1200-1450°C
La fase di essicazione e sinterizzazione nelle paste porose avviene a temperature di
900-1000 °C
La percentuale di ritiro durante la siterizzazione, per il gres, è di
11-13%
La percentuale di ritiro durante la siterizzazione, per la porcellana, è di
14-15%
La percentuale di ritiro durante la siterizzazione, per le terracotte, è di
6-8%
La porosità di una ceramica ha influenza sulle proprietà
meccaniche, di isolamento termico, impermeabilità e igienicità
la resistenza a compressione della porcellana è
590
La temperatura massima di esercizio della porcellana è
1250 C
La vetrina è un tipo di rivestimento superficiale
trasparente
Le argille molto pure hanno colorazione
bianca
Le argille ricche di ossido di ferro appaiono
più rossicce
Le caratteristiche dei ceramici sono
fragili (solo def elastiche), resisteni a compressione, scadenti a trazione, isolanti termici ed elettrici, inerti, resistenza ad alte temperature
Le ceramiche si classificano in base a
struttura, colorazione, rivestimento superficiale
Le ceramiche sono miscele di
Argilla con acqua, smagranti e fondenti.
Le ceramiche tradizionali sono a base di
argilla
Le tecniche di formatura della ceramica sono
Pressatura, estrusione, colaggio
Lo smalto è un tipo di rivestimento superficiale
opaco
Nel colaggio
la ceramica viene fatta colare in uno stampo in gesso e poi rimossi gli eccessi
Nell’estrusione
La ceramica viene fatta estrudere tramite una vite che la spinge all’esterno
Nella pressatura
l’argilla viene pressata all’interno di una forma
Qual è il ciclo produttivo di una ceramica?
La materia prima viene macinata; formata; essiccata; cotta (ricotta); rivestita; controllata
Un argilla grassa è
molto plastica, necessità di smagranti
Un argilla magra è
molto plastica e ricca di elementi inerti
Un esempio di ceramica a struttura compatta
Gres, porcellana
Un esempio di ceramica a struttura porosa?
Terracotta maiolica, terraglia
Un esempio di ceramica ad impasto colorato?
Terracotta maiolica, Gres
Un esempio di ceramica ad impasto incolore?
Terraglia, Porcellana
A livello ambientale, il cemento è
piuttosto deleterio, non rinnovabile, energivoro, impatto paesaggistico
A seguito dell’aggiunta di acqua, i cementi subiscono tre fasi
Idratazione quando viene aggiunta l’acqua; presa quando perde plasticità; indurimento quando sviluppa le proprietà meccaniche
Che vuol dire che i cementi sono leganti idrauilci?
Che mangengono inalterate le proprietà meccaniche anche se costantemente immersi in acqua e sono collanti strutturali
Esempi di materiali ceramici sono:
pietre; ceramiche tradizionali; cementi; vetri
Esistono tipi di cementi con fibre ottiche integrate che permettono
la transulecentezza
I cementi autopulenti hanno la cacità di
ridurre inquinanti ambientali come polvere sottili e mantenere a lungo il colore originario. Hanno biossido di titanio
I cementi fotocatalici sono detti anche
autopulenti o mangiasmog
I cementi si dividono per
composizione e resistenze meccaniche
I cementi sono
polveri di materiali ceramico che mescolati con acqua diventano un impasto plastico
I cementi sono un tipo di materiale
ceramico
I cementi vengono messi in opera come
Malta o calcestruzzo
Il calcestruzzo fibrorinforzato ha in più
fibre di vetro per aumentare resistenza meccanica a flessione
Il calcestruzzo UHPC è
rinforzato con fibre per averer resistenze a compressione maggiori di 150MPa
Il calcestruzzo è
una miscela di cmeento, acqua, aggregato fine (sabbia) e grossolano (ghiaia)
Il cemento portland, alla fine del processo è composto da
una miscela di calcare, argille e sabbia
Il cemento può essere colorato tramite
aggiunta di pigmenti o ossidi
Il clinker è
il nome del composto prodotto in seguito alla sinterizzazione delle materie prime
Il modulo elsastico del calcestruzzo è
20 GPa
Il processo produttivo del cemento è
estrazione delle materia prima (calcare, argille, sabbia), macerazione, cottura a 1450°C (clinkering), raffreddamento, aggiunta di gesso, macinazione
La classe di resistenza di un cemento è definita da
quanti MPa di resistenza a compressione minima sviluppano dopo 28 giorni
La densità del calcestruzzo è
2,45 g/cm3
La fase di idratazione nei cementi corrisponde
alla fase in cui si aggiunge l’acqua alle polveri ceramiche
La fase di indurimento nel cemento corrisponde
alla fase in cui il cemento sviluppa le proprietà meccaniche
La fase di indurimento è
Il progressivo aumento della resistenza meccanica. Inizia dopo 1 giorno
La fase di presa nel cemento corrisponde
alla fase in cui l’impasto plastico perde plasticità progressivamente
La fase di presa è
la graduale perdirta della lavorabilità del calcestruzzo fresco. I due alluminati reagiscono con l’acqua. La presa inizia dopo 1 o più ore
La malta è
una miscela di cemento, acqua e sabbia
La resistenza a compressione del calcestruzzo è
20-55 MPa
Le proprietà del calcestruzzo sono
molto resistenti a compressione, minima def plastica, temp max 450°C, ottimo isolante termico
Nella fase di cottura del cemento
detta anche sinterizzazione, le materie vengono inserite in un forno rotante a 1450°C. Il materiale si trasforma in “clinker”
Nella fase di produzione del clinker avvengono due processi
Perdita di acqua, decarbonatazione
Che cos’è il vetro?
Un materiale solido amorfo, generalmente trasparente o traslucido e composto da biossido di silice e altri metalli
Che tipi di processi di formatura sono disponibili per gli oggetti in vetro?
Soffiatura, galleggiamento, pressatura, filatura
Come viene prodotto il vetro?
Macinazione dosaggio e miscelazione delle materia prime, fusione, affinazione, formatura e ricottura
Cos’è il processo di affinazione nella produzione del vetro?
È la fase in cui vengono eliminate bolle di gas intrappolati tramite aggenti affinanti
I vetri che resistono meglio agli shock termici sono chiamati
borosilicatici, hanno anidride borica all’interno
I vetri di sicurezza possono essere
Armati/Retinati, Temprati, Stratificati
I vetri elettrocromici sono
Vetri stratificati con al’‘ilterno un film a cristalli liquidi inserito tra due fogli di EVA o PVB
I vetri fotovoltaici sono
vetri stratificati con all’interno celle fotovoltaiche
I vetri hanno una temperatura di fusione?
No
I vetri non hanno una temperatura di fuzsione ma…
Una temperatura di transizione vetrosa
I vetri stratificati sono composti da
lastre di vetro e policarbonato alternate
Il Balloton è
uno stampo in metallo con piccole piramidi
Il formatore del vetro è la
Silice
Il modulo elastico del verto è di
65-72GPa
Il processo di soffiatura è composto di
5 fasi: Vetro fuso nello stempo. Soffuatura della forma preliminare. Trasferimento nello stampo definitivo. Apertura dello stampo
Il vetro sono
un materiale ceramico
Il vetro temperato è prodotto facendo
riscaldare il vetro a 650 gradi e poi fatto raffreddare immediatamente in superficie a 21 gradi
Il vetro viene colorato tramite
L’aggiunta di ossidi metallici
Il vetro è riciclabile senza perdita di performance?
Sì
Il vetro è un materiale di tipo (amorfo/cristallino)
amorfo
L’incalmo è una tecnica di produzione in cui
vengono accoppiate a caldo due forme soffiate
L’inciso è una lavorazione
superficiale a freddo
La densità del vetro è di
2,4-2,5
La ricottura è un processo in cui il vetro viene fatto
raffreddare (600C) dopo la lavorazione per sciogliere tensioni residue tra temperatura interna e superficiale
La risposta di un vetro a una sollecitazione meccanica dipende da
Temperatura
La temperatura di transizione vetrosa in vetro ricco di silice è di
1300-1700 C
La temperatura di transizione vetrosa in vetro sodico-calcico è di
500-550 C
La temperatura di transizione vetrosa è anche nota come
Tg
La temperatura massima di esercizio del vetro è di
250-300
La tempra chimica viene svolta
immergendo il vetro solido in un bagno di sali di potassio
Le fibre di vetro e le fibre ottiche sono prodotte tramite
Filatura: Il vetro fuso viene raffreddato da acqua vaporizzata e tirato da rulli
Le lastre di vetro vengono formate tramite il processo
FLOAT: Il vetro viene fatto colare in un bagno di stagno fuso, ricotto e tagliato
Le materie prime del vetro sono
Formatori (silice) e modificatori (fondenti)
Le murrine sono una tecnica
antica dove si uniscono canne di vetro di vario colore
Le proprietà dei vetri sono
fragili, buona resistenza a compressione, buona inerzia, trasparenti, sensibili agli shock termici, riciclabili, facilmente lavorabili
Nel vetro il legame è
covalente
Nella pressatura in stampi
Il vetro fuso viene fatto colare in stampi e pressato contro di essi
Se la temperatura del vetro è inferiore alla sua Tg si comporta inmodo
elastico e ha rottura fragile
Se la temperatura del vetro è superiore alla sua Tg si comporta in maniera
viscosa
Un tempo per opacizzare il vetro si usava
sostanze basiche come la soda
Un tempo per rendere il vetro traslucido si trattava con
acido fluoridrico
Il processo di estrusione di polimeri TP permette di ottenere
semilavorati a sezione trasversale costante
Alcuni esempi di plastiche naturale sono
linoleum, gomma naturale, ebanite, bakelite
Caratteristiche dei polimeri sono
buoni isolanti, bassa densità, bassa temperatura di rammollimento, bassa resistenza a trazione
Cosa sono i materiali polimerici?
Materiali organici costituiti la lunghe catene molecolari (macromolecole) in cui uno o più gruppi (unità costituzionali) si ripetono concatenati
Descrivi il processo di estrusione + soffiatura libera
Si estrude un tubo e mentre è ancora deformabile si insuffla aria per gonfiarlo e assottigliaro
Descrivi il processo di estrusione dei TP
In un cilindro riscaldato con una vite, granuli di TP vengono riscaldati e spinti verso la sagoma
Descrivi il processo di estrusione/soffiaggio
Un tubo caldo (parison) viene chiuso in uno stampo e viene insufflata aria per farlo aderire allo stampo. Estrusione e soffiaggio provengono dalla stessa cavità
Descrivi il processo di iniezione/soffiaggio
Un ugello inietta la plastica in una preforma che aderisce all’ugello di soffiaggio. Trasferita la preforma nello stampo definitivo, si insullfa l’aria e poi si estrae il prodotto
Descrivi il processo di rotomolding o stampaggio rotazionale
Il TP in polvere viene posato su uno stampo chiuso riscaldato che poi viene fatto ruotare
Descrivi il processo di stampaggio a compressione
Una miscela di TermoIndurenti viene iserita in uno stampo, lo stampo si riscalda e il prodotto si indurisce. raffreddamento
Descrivi il processo di stampaggio a iniezione
TP inseriti in una tramoggia, rammolliti in un cilindro riscaldato dove una vite li inietta in uno stampo
Descrivi il processo di termoformatura
Delle lastre vengono riscaldate e poi tramite il vuoto fatte aderire a una forma
Descrivi la stampa 3D FDM
un filamento viene fatto passare in un estrusore caldo che deposita il materiale per strati
Descrivi la stampa 3D SLA
Tramite un laser, si fa solidificare strato dopo strato una resina fotosensibile
Esempi di di prodotti realizzati tramite termoformatura sono
bicchieri, vaschette per dolci, stampi
Esempi di elastomeri?
Gomma naturale, gomma vulcanizzata, neoprene
Esempi di polimeri con comportamento duttile sono
Polimeri TP semi-cristallini
Esempi di polimeri con comportamento elastomerico sono
Gomma vulcanizzata e elastomeri TP
Esempi di polimeri con comportamento fragile sono
Resine TI rigide e Polimeni TP amorfi
Gli elastomeri hanno altissimo
modulo elastico
Gli elastomeri sono anche chiamati
Gomme
