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CONOSCERE LE PROPRIETÀ DEI MATERIALI È DI PRIMARIA IMPORTANZA PER POTER FABBRICARE PRODOTTI IL PIÙ EFFICIENTI POSSIBILI. CARATTERISTICHE E PROPRIETÀ DEI.

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1 CONOSCERE LE PROPRIETÀ DEI MATERIALI È DI PRIMARIA IMPORTANZA PER POTER FABBRICARE PRODOTTI IL PIÙ EFFICIENTI POSSIBILI. CARATTERISTICHE E PROPRIETÀ DEI MATERIALI 1/9 PENTOLA ACCIAIO PENTOLA ALLUMINIO 1

2 LA CONOSCENZA DELLE PROPRIETÀ CI CONSENTE DI SCEGLIERE IL MATERIALE PIÙ ADEGUATO; DI SCEGLIERE LA TECNICA DI LAVORAZIONE PIÙ ADATTA; DI PRODURRE OGGETTI IL PIÙ SICURI POSSIBILI RISPETTO ALL’USO. LA CONOSCENZA DELLE PROPRIETÀ CI CONSENTE DI SCEGLIERE IL MATERIALE PIÙ ADEGUATO; DI SCEGLIERE LA TECNICA DI LAVORAZIONE PIÙ ADATTA; DI PRODURRE OGGETTI IL PIÙ SICURI POSSIBILI RISPETTO ALL’USO. FIBRA DI CARBONIO ALLUMINIO 2

3 CARATTERISTICHE CHIMICO-FISICHE SI RIFERISCONO ALLA STRUTTURA CHIMICA ED AL LORO ASPETTO ESTERNO PROPRIETÀ MECCANICHE SI RIFERISCONO ALLA CAPACITÀ DI RESISTENZA ALLE SOLLECITAZIONI ESTERNE PROPRIETÀ TECNOLOGICHE SI RIFERISCONO AL COMPORTAMENTO DEI MATERIALI DURANTE LE LAVORAZIONI SI SUDDIVIDONO IN: ALCUNE PROPRIETÀ SONO COMUNI A MATERIALI DIVERSI (AD ESEMPIO IL PESO SPECIFICO E I VARI TIPI DI RESISTENZA); ALTRE SONO TIPICHE SOLO DI ALCUNI MATERIALI (AD ESEMPIO, LA FUSIBILITÀ È TIPICA DEI METALLI). 3

4 LE CARATTERISTICHE CHIMICO-FISICHE SI RIFERISCONO ALLA STRUTTURA INTERNA DEI MATERIALI ED AL LORO ASPETTO ESTERNO. 4

5 PESO SPECIFICO/DENSITÀ È LA MASSA (IN GRAMMI) DI UN VOLUME DETERMINATO (IN CM 3 ) DI UN MATERIALE. ESEMPIO L’ORO È UN METALLO MOLTO PESANTE MENTRE IL LEGNO È LEGGERO. IL PESO SPECIFICO È DEFINITO COME IL PESO DI UN CAMPIONE DI MATERIALE DIVISO PER IL SUO VOLUME. ESSO RIVELA INTERESSANTI CARATTERISTICHE DI UNA SOSTANZA ED È ESSENZIALMENTE CONNESSO CON IL MODO IN CUI GLI ATOMI E LE MOLECOLE DELLA SOSTANZA SONO DISPOSTI. LA DENSITÀ DELL'ACQUA È 1000 G/M³ LA DENSITÀ DEL FERRO È 7800 KG/M³ 5

6 I METALLI SONO MATERIALI ADATTI ALLA FUSIONE. TEMPERATURA DI FUSIONE LA FUSIONE È IL PASSAGGIO DALLO STATO SOLIDO A QUELLO LIQUIDO:PER L’EFFETTO DEL CALORE. OGNI MATERIALE METALLICO HA UN SUO CARATTERISTICO PUNTO DI FUSIONE (FERRO = 1535°C). 6

7 CONDUTTIVITÀ TERMICA È LA PROPRIETÀ DI LASCIARSI ATTRAVERSARE DAL CALORE E DI TRASMETTERLO. IN GENERE I METALLI SONO BUONI CONDUTTORI. CUCCHIAIO DI LEGNO CUCCHIAIO DI METALLO 7

8 CONDUTTIVITÀ ELETTRICA È LA PROPRIETÀ DI LASCIARSI ATTRAVERSARE E DI TRASMETTERE DALLA CORRENTE ELETTRICA. CAVI DI RAME PER IMPIANTI ELETTRICI. ATTREZZI DA ELETTRICISTA FORBICE DA SARTO 8

9 I BINARI DELLE FERROVIE HANNO DEGLI SPAZI PER PERMETTERE LA DILATAZIONE. DILATAZIONE TERMICA È LA PROPRIETÀ DI ALCUNI MATERIALI DI AUMENTARE (O DIMINUIRE) LE LORO DIMENSIONI PER EFFETTO DEL CALORE (O DEL FREDDO). MERCURIO NEL TERMOMETRO 9

10 LE PROPRIETÀ MECCANICHE EVIDENZIANO IL COMPORTAMENTO DEI MATERIALI QUANDO VENGONO SOTTOPOSTI AD UNA FORZA CHE TENDE A DEFORMARLI. 10

11 DUREZZA INDICA LA RESISTENZA CHE I MATERIALI OPPONGONO ALL’ESSERE GRAFFIATI O PENETRATI DA ALTRI CIOÈ ALLA SCALFITURA. IL LEGNO PRESENTA UN GRADO DI DUREZZA SCARSO. LA PROVA DI DUREZZA SI PUO FARE CON QUESTA MACCHINA E POI SI GUARDA L’OGGETTO CON IL MICROSCOPIO DIAMANTE 11

12 RESISTENZA ALLA TRAZIONE: UN CORPO È SOLLECITATO A TRAZIONE QUANDO UNA FORZA APPLICATA TENDE AD ALLUNGARLO; IL PEZZO, PRIMA DI ROMPERSI, SI ALLUNGA IN MISURA TANTO PIÙ NOTEVOLE QUANTO PIÙ IL MATERIALE È PLASTICO prova di trazione: è una prova distruttiva. Si sottopone un provino di dimensioni definite ad una forza unidirezionale, a velocità uniforme si applica il carico che farà allungare il provino nella direzione della forza generalmente fino alla rottura. 12

13 RESISTENZA ALLA COMPRESSIONE: UN CORPO È SOLLECITATO A COMPRESSIONE QUANDO LA FORZA APPLICATA TENDE AD ACCORCIARLO; prova di compressione monoassiale su un provino di calcestruzzo cilindrico 13

14 RESISTENZA ALLA FLESSIONE UN CORPO È SOLLECITATO A FLESSIONE QUANDO LE FORZE APPLICATE PERPENDICOLARMENTE AL SUO ASSE TENDONO A CURVARLO. PROVA DI FLESSIONE DEL LEGNO 14

15 RESISTENZA ALLA TORSIONE: UN CORPO È SOLLECITATO A TORSIONE QUANDO LE FORZE APPLICATE TENDONO A TORCERE LE SUE FIBRE. 15

16 RESISTENZA AL TAGLIO: UN CORPO È SOLLECITATO AL TAGLIO QUANDO LE FORZE APPLICATE TENDONO A FAR SCORRERE UNO SULL'ALTRO DUE PIANI VICINI. Fibra di aramide per indumenti resistenti al calore e al taglio Funicella in acciaio 16

17 RESISTENZA A FATICA: È LA RESISTENZA DEI MATERIALI A SFORZI VARIABILI E RIPETUTI E DI DIREZIONE CONTRAPPOSTA. (AD ESEMPIO, L'ACCORCIAMENTO E L'ALLUNGAMENTO DI UNA MOLLA RIPETUTO PER MIGLIAIA DI VOLTE) AMMORTIZZATORE BICICLETTA 17

18 6/9 Elasticità È la proprietà per la quale un materiale sottoposto all’azione di una forza si deforma, per tornare a riassumere la propria forma iniziale nel momento in cui la forza cessa la propria azione. 18

19 CAMPIONI DI MATERIALI SOTTOPOSTI ALLE VARIE PROVE DI RESISTENZA. flessione trazione compressione taglio torsione 19

20 LE PROPRIETÀ TECNOLOGICHE SI DEFINISCONO OSSERVANDO IL COMPORTAMENTO DEI MATERIALI DURANTE LA LORO LAVORAZIONE, QUANDO SONO SOTTOPOSTI AD UNA FORZA ESERCITATA DA UN UTENSÌLE. 8/9 20

21 CURVABILITÀ PROPRIETÀ DI ASSUMERE FORME CURVE SENZA SUBIRE ALTERAZIONI STRUTTURALI. 9/9 21

22 FENDIBILITÀ ATTITUDINE A LASCIARSI DIVIDERE IN DUE PARTI CON UN CUNEO. 22

23 ATTITUDINE AL TAGLIO ATTITUDINE AL TAGLIO DI UNA LAMA. 23

24 STAMPABILITÀ È LA PROPRIETÀ DELLA SUPERFICIE DI UN MATERIALE DI RICEVERE INCHIOSTRI. 24

25 LUCIDABILITÀ CAPACITÀ DI UN MATERIALE DI FARSI LEVIGARE E LUCIDARE IN SUPERFICIE. 25

26 PLASTICITÀ È LA PROPRIETÀ DEI MATERIALI DI DEFORMARSI IN MANIERA PERMANENTE SENZA ROMPERSI. 26

27 DUTTILITÀ È LA PROPRIETÀ DI UN MATERIALI DI LASCIARSI RIDURRE IN FILI SOTTILI. FILIGRANA ARGENTO E ORO 27

28 MALLEABILITÀ È SINONIMO DI PLASTICITÀ ED È L’ATTITUDINE DI UN MATERIALE A ESSERE TRASFORMATO, A CALDO O A FREDDO, IN LAMINE, SENZA SCREPOLARSI O ROMPERSI, MEDIANTE L’AZIONE DI PRESSE, MAGLI O LAMINATOI. ALLUMINIO PER IMBALLAGGI 28

29 Materie prime Le materie prime sono le sostanze grezze da cui si ricavano i materiali. Tutte le materie prime provengono dal territorio e possono essere di origine vegetale o minerale. Materie prime vegetali Sono quelle che l’uomo coltiva sul territorio con l’agricoltura e la silvicoltura, o che produce con l’allevamento. Per esempio: l’abete rosso viene piantato nei boschi, diventa adulto in circa 30 anni e fornisce il legno. Gli alberi si riproducono e diventano adulti in un tempo variabile dai 20 ai 50 anni, a seconda delle specie. L’uomo abbatte ogni anno milioni di tronchi per ricavare il legno da opera e il legno da cellulosa. Materie prime minerali Sono quelle che l’uomo trova già pronte nel sottosuolo e che estrae con le cave e le miniere. Per esempio: l’argilla, che l’uomo estrae aprendo le cave, si è formata in luoghi particolari con un processo durato migliaia di anni; L’argilla si forma nelle conche pianeggianti con il deposito di materiali fini trasportati dall’acqua. La formazione di questi depositi richiede migliaia di anni. L’uomo apre le cave su questi giacimenti per estrarla.

30 Materie prime minerali Il minerale di ferro è una «roccia speciale » pesante e lucente che si è formata nelle viscere della terra, in luoghi e in condizioni particolari, nell’arco di milioni di anni. L’uomo apre le miniere su questi giacimenti per estrarlo Materie prime vegetali Il cotone è una fibra tessile che cresce nella capsula della pianta omonima. L’uomo sparge a tutto campo i semi del cotone e dopo sei mesi raccoglie i fiocchi. la pianta del lino viene seminata sui campi, cresce in circa 6 mesi e fornisce le fibre tessili; Tutte le materie vegetali sono «rinnovabili» perchè si riproducono in tempi brevi. i minerali di ferro, che l’uomo estrae aprendo le miniere, si sono formati con un processo durato milioni di anni. Le materie minerali sono «esauribili» perché servono tempi troppo lunghi (rispetto alla vita dell’uomo) per ricostituirsi.

31 Tipi di prodotto Le materie prime sono lavorate nelle fabbriche secondo i vari procedimenti. Al termine divengono : Sono materiali che hanno subìto una lavorazione parziale e vengono utilizzati in un processo successivo. Sono materiali che hanno subìto una lavorazione parziale e vengono utilizzati in un processo successivo. Sono elementi finiti, con funzione specifica, che concorrono a far parte di un sistema. Sono elementi finiti, con funzione specifica, che concorrono a far parte di un sistema. Sono oggetti che soddisfano direttamente un bisogno. SEMILAVORATI COMPONENTI PRODOTTI FINALI

32 Semilavorati Per esempio:  lastre (superfici ampie e rigide),  Nastri (fogli sottili e lunghi arrotolati su se stessi),  barre (elementi lunghi e pieni a sezione tonda, quadrata, rettangolare);  profilati (elementi lungi sagomati a forma di H, L, T, U);  lingotti (blocchi di metallo ottenuti per colatura in uno stampo).

33 Componenti. Ne sono esempi la catena di una bicicletta, i pneumatici di un’automobile, i cuscinetti a sfera di una macchina.

34 Prodotti finali. Alcuni sono semplici, costituiti da un solo materiale: pentola, piatto, sedia di plastica. Altri sono meno semplici, fatti di pochi materiali: martello, macchina da caffè, serratura. Altri sono complicati, con decine di pezzi diversi: trapano elettrico, lavatrice, bicicletta.

35 Riciclaggio e smaltimento Il prodotto industriale viene utilizzato per un certo tempo, durante il quale soddisfa le esigenze di chi lo possiede. Al termine del ciclo di utilizzo diventa una cosa inutile, perchè si è consumato, è fuori moda o non serve più. Per liberarsi dei «rottami» (o dei rifiuti) esistono tre modi: il riciclaggio, la combustione, lo smaltimento. Riclaggio. Il vetro e i metalli sono materiali di origine minerale i cui rottami vengono recuperati e rifusi per produrre nuovi oggetti. Sono riciclabili infinite volte. Riciclaggio e combustione. La carta e i tessuti derivano da materia vivente a base di cellulosa; le plastiche derivano dai microrganismi che hanno formato il petrolio. Questi prodotti organici sono riciclabili «in cascata», cioè in prodotti di sempre minor pregio, per circa tre o quattro volte. Alla fine possono essere bruciati in un impianto con recupero di energia, che fornisce energia termica o energia elettrica. Smaltimento. Le ceramiche e i materiali lapidei (marmo, pietre, cemento) sono di origine minerale, non fusibili e non combustibili. Vengono smaltiti in discarica; oppure vengono usati per colmare delle depressioni presenti nel terreno.


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