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