Classificazione dei materiali speciali (UNI-ISO) e loro utilizzo SILICIO (Si) RAME (Cu) STAGNO (Sn) ORO (Au) e ARGENTO(Ag) MATERIALI SUPERCONDUTTORI (TALLIO (TI), BARIO(Ba), CALCE(Ca),RAME. TUNGSTENO(W) GAS NOBILI

SUDDIVISIONE DEI MATERIALI METALLICI NON FERROSI Gruppo Metalli Caratteristiche Pesanti Rame, nichel, stagno Massa vol. >5000 kg/m³ Leggeri Calce Massa vol. <5000 kg/m³ Nobili Oro, argento Materiali di alto valore Refrattari Tungsteno, silicio Alta temperatura di fusione

IL RAME Cuprite( Cu2 O)- Calcopirite (CuFeS2) Malachite(Cu2 S) QUALI SONO I MINERALI DEL RAME? Cuprite( Cu2 O)- Calcopirite (CuFeS2) Malachite(Cu2 S) E’ un metallo di colore rosso salmone, con temperatura di fusione 1083 °C; è caratterizzato da alta conducibilità elettrica e termica, buona resistenza alla corrosione e grande facilità a formare leghe con altri metalli(Sn- Zn).

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Processo di produzione del Rame Estrazione del minerale Inserimento nel frantoio Vagliatura Macinazione Cella di miscelazione con sostanze chimiche Fusione (1083 °C) Colata Semilavorati del rame (Pani, billette,barre e lingotti)

Diagramma del ciclo produttivo del rame

QUALI SONO I MINERALI DELLO STAGNO? LA CASSITERITE (SnO2) Lo stagno è un metallo malleabile e duttile, bianco argenteo, se riscaldato perde la sua duttilità e diventa fragile . Viene utilizzato nell’industria elettronica per l’esecuzione di saldature Nelle connessioni dei componenti.

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PROCESSO DI PRODUZIONE DELLO STAGNO Estrazione minerale Inserimento materiale nel forno a riverbero Miscelazione con carbone Fusione 230 °C Colata Semilavorati (lamiere)

QUALI SONO I MINERALI DELL’ORO ? l'oro si trova principalmente allo stato nativo o legato ad altri metalli. Spesso si presenta in forma di granelli e pagliuzze, tuttavia a volte si trovano anche agglomerati piuttosto grossi, detti pepite . E’ un ottimo conduttore, impiegato nei contatti elettrici. È un metallo di transizione tenero, pesante, duttile, malleabile di colore giallo.

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PROCESSO DI PRODUZIONE DELL’ORO Estrazione minerale Frantumazione Cianurazione (Tratt. Termico fis.chimico) Clorurazione (Tratt. Di purificazione) Raffinazione elettrolitica Fusione (1064 °C) Colata Lingotti

Argento È un metallo di transizione tenero, bianco e lucido; l'argento è il migliore conduttore di calore ed elettricità fra tutti i metalli, e si trova in natura sia puro che sotto forma di minerale . L'argento, si trova in natura sia allo stato nativo che combinato in composti con lo zolfo, l'arsenico, l'antimonio o il cloro in svariati minerali (ad esempio, l'argentite, Ag2S).

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PROCESSO DI PRODUZIONE DELL’ARGENTO Estrazione minerale Frantumazione Caricamento crogiolo Inserimento dentro un forno elettrico(1000°C) Fusione (962 °C) Colata in stampi Semilavorati (filo, lastre, barre, tubi e profilati)

Leghe di nichel-cromo Nichel Cromo è ricavato dal minerale garnierite. E’ un metallo molto duro, tenace, duttile e malleabile. Possiede un’ottima resistenza alla corrosione ed è magnetico. Cromo è ricavato dalla cromite. Il materiale presenta una buona resistenza all’ossidazione e alla corrosione, molto duro e si lascia deformare a caldo. Il suo utilizzo principale riguarda il rivestimento protettivo contro la corrosione per scopi estetici.

Materiali superconduttori Vengono chiamati così perche alle basse temperature offrono una resistenza elettrica nulla. I composti sono: tallio, calcio e rame Diventano superconduttori a 125K (-148°C) Utilizzo su apparecchiature mediche (TAC)

Tungsteno (W) È un metallo di transizione duro, pesante, di colore da bianco a grigio-acciaio. Si trova in numerosi minerali, tra cui la wolframite e la scheelite. In forma pura trova ampio impiego in applicazioni elettriche ed i suoi composti sono ampiamente usati nell'industria. L'esempio più notevole del suo utilizzo è la produzione dei filamenti delle lampadine e questo è dovuto al fatto che è il metallo con il più alto punto di fusione. Le massime temperature di applicazione per il tungsteno vanno dai 1900° ai 2500°C.

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PROCESSO DI PRODUZIONE DEL TUNGSTENO Estrazione minerale Frantumazione Inserimento forno elettrico Fusione (3410 °C) Colata Processo di metallurgia polveri Pressatura, sinterizzazione e forgiatura Semilavorati (fogli, barre o fili)

Il Silicio Il silicio è, dopo l’ossigeno, l’elemento più abbondante della crosta terrestre (25.7% in peso). Esso si trova in natura come diossido (SiO2, meglio noto come silice) e come silicato (nella maggior parte dei minerali che compongono le rocce).

Quarzo → 870 °C ←Tridimite → 1470 °C ← Cristobalite →1710 °C (p.f.) S I L I C I O La silice pura esiste in tre forme cristalline certe: il quarzo, la tridimite e la cristobalite.                  Quarzo → 870 °C ←Tridimite → 1470 °C ← Cristobalite →1710 °C (p.f.)

S I L I C I O La produzione industriale del silicio cominciò nel 1902 come ferrosilicon, una lega silicio/ferro utilizzata per ridurre il tenore di ossigeno negli acciai. Il ferrosilicon ed il silicio di grado metallurgico sono prodotti quasi esclusivamente per riduzione carbotermica della quarzite (minerale ad alto tenore di SiO2). Ogni anno è prodotto un milione di tonnellate di silicio di grado metallurgico. Il 60% del silicio prodotto è impiegato in metallurgia Il 35% per la produzione di siliconi Il 5% per la produzione di componenti elettronici

S I L I C I O Elettrodi di grafite Canalina di immissione del minerale e del Coke Spillaggio del silicio

Processo di produzione del silicio Estrazione minerale Frantumazione Inserimento forno ad arco (2000°C) Carboriduzione Fusione (1550 °C) Colata in lingottiera Semilavorati

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Gas nobili I gas nobili sono dei gas inerti , materiali minerali granulari, grezzi usati nelle costruzioni e possono essere naturali, artificiali o riciclati da materiali precedentemente usati nelle costruzioni. Piccolissime quantità si trovano anche nella crosta terrestre, imprigionate in rocce Gli aggregati comprendono in via esemplificativa: sabbia, ghiaia, argilla espansa, vermiculite e perlite. Sono costituiti da atomi con gusci elettronici completi. Ne fanno parte i seguenti elementi: Elio (He) Neon (Ne) Argon (Ar) Kripton (Kr) Xeno (Xe) Radon (Rn)

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Tecnologia elettrica La tecnologia elettrica si occupa di fenomeni elettrici, interessandosi alla produzione, trasformazione, trasporto, e distrubuzione della corrente elettrica per la sua utilizzazione nei campi di illuminazione, dei motori e condizionamento

CEI - IMQ CEI (comitato elettr. italiano) Gli impianti devono essere realizzati a regola d’arte. IMQ (istituto marchio qualità) Materiale di buona fattura, che garantisce la qualità.

I materiali I materiali utilizzati dalla tecnologia elettrica sono scelti soprattutto in funzione delle loro caratteristiche elettriche e magnetiche.

Definizione dei materiali Conduttori (offrono bassa resistenza al passaggio di corrente) Isolanti (offrono elevatissima resistenza al passaggio di corrente) Ferromagnetici Diamagnetici