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UNIVERSITA DI CATANIA M.CALTABIANO. RAPPRESENTAZIONE DELLE STRUTTURE CRISTALLINE DEI SOLIDI Per descrivere le strutture cristalline, si ricorre al concetto.

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1 UNIVERSITA DI CATANIA M.CALTABIANO

2 RAPPRESENTAZIONE DELLE STRUTTURE CRISTALLINE DEI SOLIDI Per descrivere le strutture cristalline, si ricorre al concetto del RETICOLO, costituito da una griglia tridimensionale, in cui i nodi sono occupati da atomi: METALLI, SOLIDI COVALENTI(ad es. il quarzo),od ioni: MATERIALI CERAMICHE o molecole:GHIACCIO,SOSTANZE ORGANICHE. Per descrivere le strutture cristalline, si ricorre al concetto del RETICOLO, costituito da una griglia tridimensionale, in cui i nodi sono occupati da atomi: METALLI, SOLIDI COVALENTI(ad es. il quarzo),od ioni: MATERIALI CERAMICHE o molecole:GHIACCIO,SOSTANZE ORGANICHE. M.CALTABIANO RETICOLI DI BRAVAIS Strutture cristlline dei metalli CCC :cubica,a corpo centrato; CFC :cubica a faccie a facciecentrate EC: esago nale compatta I METALLI SONO DEI SOLIDI, A TEMPERATURA AMBIENTE, AVENTE STRUTTURA CRISTALLINA

3 UNIVERSITA DI CATANIA STRUTTURA E MICROSTRUTTURA DEI SOLIDISTRUTTURA E MICROSTRUTTURA DEI SOLIDI I materiali solidi presentano a livello atomico, unorganizzazione spaziale degli atomi o molecole od ioni, che li compongono, ORDINATA e PERIODICA.I materiali solidi presentano a livello atomico, unorganizzazione spaziale degli atomi o molecole od ioni, che li compongono, ORDINATA e PERIODICA. Pertanto, si parla di STRUTTURA CRISTALLINA che si può immaginare, essere così ottenuta dalla ripetizione regolare allinfinito nelle tre direzioni dello spazio di una unità base, detta, CELLA ELEMENTARE o UNITARIA o SEMPLICE.Pertanto, si parla di STRUTTURA CRISTALLINA che si può immaginare, essere così ottenuta dalla ripetizione regolare allinfinito nelle tre direzioni dello spazio di una unità base, detta, CELLA ELEMENTARE o UNITARIA o SEMPLICE. Altresì vi sono solidi che possiedono una STRUTTURA AMORFA, poiché hanno una organizzazione degli atomi o molecole tridimensionale DISORDINATA.Altresì vi sono solidi che possiedono una STRUTTURA AMORFA, poiché hanno una organizzazione degli atomi o molecole tridimensionale DISORDINATA. Nei METALLI e nelle CERAMICHE gli atomi si dispongono in strutture ordinate cristalline ;mentre i VETRI INORGANICI e i POLIMERI sono amorfi, ma alcuni polimeri possono realizzare al loro interno strutture ordinate cristalline.Nei METALLI e nelle CERAMICHE gli atomi si dispongono in strutture ordinate cristalline ;mentre i VETRI INORGANICI e i POLIMERI sono amorfi, ma alcuni polimeri possono realizzare al loro interno strutture ordinate cristalline. I materiali cristallini sono in genere formati da un aggregato di microcristalli, piuttosto che da un singolo cristallo (MONOCRISTALLO) e sono detti POLICRISTALLINI.I materiali cristallini sono in genere formati da un aggregato di microcristalli, piuttosto che da un singolo cristallo (MONOCRISTALLO) e sono detti POLICRISTALLINI. M.CALTABIANO monocristallo policristallo Linee di demarcazione dei grani Al microscopio ottico al S.E.M. Cella elementare

4 UNIVERSITA DI CATANIA POLIMOFISMO O ALLOTROPIAPOLIMOFISMO O ALLOTROPIA È la proprietà degli elementi di esistere in diverse modificazioni (allotropiche).È la proprietà degli elementi di esistere in diverse modificazioni (allotropiche). Essa dipende da una diverso numero di atomi o disposizione di ugual numero di atomi nellaggruppamento molecolare delle varie modificazioni allotropiche.Essa dipende da una diverso numero di atomi o disposizione di ugual numero di atomi nellaggruppamento molecolare delle varie modificazioni allotropiche. FERRO:FERRO: Ferro alfa, fino a 768°C,struttura cristallina cubica, a corpo centrato, non magnetico;Ferro alfa, fino a 768°C,struttura cristallina cubica, a corpo centrato, non magnetico; Ferro beta, da 768°C a 906°C,struttura cristallina cubica,a corpo centrato,magnetico,poco solubile con il carbonio,FERRITE: lega (Soluzione solida interstiziale) con il carbonio;Ferro beta, da 768°C a 906°C,struttura cristallina cubica,a corpo centrato,magnetico,poco solubile con il carbonio,FERRITE: lega (Soluzione solida interstiziale) con il carbonio; Ferro gamma, da 906°C a 1401°C,struttura cubica, a facce centrate,presenta la massima solubiltà con il carbonio,la lega che si forma prende il nome di AUSTENITE;Ferro gamma, da 906°C a 1401°C,struttura cubica, a facce centrate,presenta la massima solubiltà con il carbonio,la lega che si forma prende il nome di AUSTENITE; MARTENSITE,si ottiene per un brusco raffreddamento da temperature superiore allausteniteMARTENSITE,si ottiene per un brusco raffreddamento da temperature superiore allaustenite Ferro delta, da 1401°C a 1530°C,struttura cubica a corpo centrato,con il carbonio forma una lega detta SOLUZIONE SOLIDA DELTA.Ferro delta, da 1401°C a 1530°C,struttura cubica a corpo centrato,con il carbonio forma una lega detta SOLUZIONE SOLIDA DELTA. M.CALTABIANO CARBONIO grafite diamante fullerene

5 UNIVERSITA DI CATANIA FUSIONE DEI METALLI:FUSIONE DEI METALLI: Un metallo sotto somministrazione sufficiente di energia termica, cambia di STATO FISICO, passando da quello solido allo stato liquido.Un metallo sotto somministrazione sufficiente di energia termica, cambia di STATO FISICO, passando da quello solido allo stato liquido. PUNTO DI FUSIONE:PUNTO DI FUSIONE: È quella temperatura necessaria per rompere i legami interatomici della struttura cristallina di un metallo.È quella temperatura necessaria per rompere i legami interatomici della struttura cristallina di un metallo. Avvenuta la suddetta rottura, grazie allenergia cinetica della temperatura di fusione,gli atomi potendosi muovere liberamente in ogni direzione,daranno luogo al passaggio dallo stato solido a quello liquido. Avvenuta la suddetta rottura, grazie allenergia cinetica della temperatura di fusione,gli atomi potendosi muovere liberamente in ogni direzione,daranno luogo al passaggio dallo stato solido a quello liquido. Un metallo fonde sempre alla stessa temperatura detta PUNTO DI FUSIONE Un metallo fonde sempre alla stessa temperatura detta PUNTO DI FUSIONE Una lega, essendo costituita da più metalli,fonde con INTERVALLO DI FUSIONE, il quale è dato dalla somma dei punti di fusione di ciascun metallo costituente la lega. Una lega, essendo costituita da più metalli,fonde con INTERVALLO DI FUSIONE, il quale è dato dalla somma dei punti di fusione di ciascun metallo costituente la lega. Titanio Oro In Odontoiatria i metalli allo stato puro sono scarsamente adoperati ad eccezione del Titanio negli impianti e dell Oro nelle otturazioni, in quanto le loro caratteristiche fisico-chimiche sono insufficienti per resistere agli agenti fisico-biochimici del cavo orale, per cui vengono usate le leghe. M.CALTABIANO Hg: unico metallo liquido a temperatura ambiente

6 UNIVERSITA DI CATANIA SOLIDIFICAZIONE DEI METALLI (RAFFREDDAMENTO o CRISTALLIZZAZIONE):SOLIDIFICAZIONE DEI METALLI (RAFFREDDAMENTO o CRISTALLIZZAZIONE): La formazione dei cristalli si ha durante il passaggio dei metalli dallo stato liquido a quello solido.La formazione dei cristalli si ha durante il passaggio dei metalli dallo stato liquido a quello solido. La solidificazione si ottiene con la perdita dellenergia calorica (CALORE LATENTE DI SOLIDIFICAZIONE),La solidificazione si ottiene con la perdita dellenergia calorica (CALORE LATENTE DI SOLIDIFICAZIONE), Presente negli atomi in movimento, per cui gli atomi, vibrando ad eguale distanza con minore dispendio di energia, riformeranno la struttura cristallina del metallo o lega.Presente negli atomi in movimento, per cui gli atomi, vibrando ad eguale distanza con minore dispendio di energia, riformeranno la struttura cristallina del metallo o lega. AB = metallo fusoAB = metallo fuso BB = fenomeno della soprafusione o sottoraffreddamento: in B si avrà la formazione dei primi cristalli con liberazione di calore, per cui la temperatura sale fino a raggiungere B.BB = fenomeno della soprafusione o sottoraffreddamento: in B si avrà la formazione dei primi cristalli con liberazione di calore, per cui la temperatura sale fino a raggiungere B. BC = temperatura di solidificazione: costante,perché si libera il calore latente di fusione ed tipica per ciascun metalloBC = temperatura di solidificazione: costante,perché si libera il calore latente di fusione ed tipica per ciascun metallo CD = raffreddamento fino alla temperatura ambienteCD = raffreddamento fino alla temperatura ambiente M.CALTABIANO

7 UNIVERSITA DI CATANIA M.CALTABIANO


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