I Materiali
Fibra di carbonio
[Tratto da Wikipedia]
Nella scienza e tecnologia dei materiali la fibra di carbonio è un materiale avente una struttura filiforme, molto sottile, realizzato in carbonio, utilizzato in genere nella realizzazione di una grande varietà di "materiali compositi", così chiamati in quanto sono costituiti da due o più materiali, che in questo caso sono le fibre di carbonio e una cosiddetta matrice, in genere di resina (ma può essere in altro materiale plastico o in metallo) la cui funzione è quella di tenere in "posa" le fibre resistenti (affinché mantengano la corretta orientazione nell'assorbire gli sforzi), di proteggere le fibre ed inoltre di mantenere la forma del manufatto composito.
Per la realizzazione di strutture in composito le fibre di carbonio vengono dapprima intrecciate in veri e propri panni in tessuto di carbonio e una volta messi in posa vengono immersi nella matrice. Ogni intreccio di filamenti di carbonio costituisce un insieme formato dall'unione di molte migliaia di filamenti. Ciascun singolo filamento ha una forma approssimativamente cilindrica del diametro di 5-8 μm e consiste quasi esclusivamente di carbonio (almeno il 92%). Tra le caratteristiche della fibra di carbonio spiccano l'elevata resistenza meccanica, la bassa densità, la capacità di isolamento termico, resistenza a variazioni di temperatura e all'effetto di agenti chimici, buone proprietà ignifughe. Di contro il materiale composito in fibre di carbonio risulta non omogeneo e presenta spesso una spiccata anisotropia, ovvero le sue caratteristiche meccaniche hanno una direzione privilegiata. Il termine fibra di carbonio viene utilizzato spesso in maniera impropria per riferirsi al materiale composito di cui la fibra di carbonio è un componente.
Compositi naturali
[Tratto da Wikipedia]
In scienza dei materiali, un materiale composito è un materiale eterogeneo, cioè costituito da due o più fasi con proprietà fisiche differenti, le cui proprietà sono molto migliori di quelle delle fasi che lo costituiscono[1]. Solitamente, le diverse fasi nel composito sono costituite da materiali diversi, come nel caso di compositi di fibra di carbonio e resina epossidica. Vi sono tuttavia delle eccezioni in cui le diverse fasi sono fatte dello stesso materiale, come ad esempio SiC/SiC[2] e Polipropilene autorinforzato (SRPP)[3]. I materiali compositi possono essere sia artificiali che naturali. Alcuni esempi di materiali compositi presenti in natura sono il legno, in cui fibre di cellulosa sono disperse in una fase di lignina, e le ossa, in cui il collagene è rinforzato da apatite minerale. Il compensato è un semilavorato a strati di legno sfogliato dal tronco dell'albero. Appartiene alla grande classe dei pannelli stratificati o multistrati, dai quali si distingue per l'orientamento incrociato dei vari strati. Il procedimento per ottenere pannelli di legno compensato consiste infatti nello "sfogliare" il tronco d'albero con un apposito tornio in grado di tagliare uno strato molto sottile di legno (1-3 mm), incollando poi i fogli fra loro in modo da "incrociare le venature". Questo incrocio fa sì che la resistenza del materiale sia uniforme in tutte le direzioni, perché la resistenza del legno lungo le venature non si manifesta ugualmente in tutte le direzioni. L'incrocio delle venature fa sì che le caratteristiche meccaniche del legno, tipicamente unidirezionali, vengano "compensate" in una direzione ortogonale, da cui il nome. Prodotto dalla metà dell'Ottocento, esso era considerato un materiale moderno (il cui costo è anche oggi superiore a quello delle semplici assi) e fu impiegato per le pannellature dei mobili, anche di quelli storici decorati da imponenti parti scolpite in massello di noce.
Metalli e non metalli
[Tratto da sapere.it]
La maggior parte degli elementi del sistema periodico sono metalli (sono quelli che occupano la parte sinistra e tutta la parte centrale della tavola periodica). Sono chiamati metalli gli elementi che tendono con facilità (più o meno spiccata) a perdere elettroni per realizzare con ciò la stabilità del gas nobile più vicino per numero atomico. Essi comprendono gli elementi dei sottogruppi I A (metalli alcalini), II A (metalli alcalino-terrosi), III A (a esclusione del boro) e quelli dei sottogruppi B (metalli di transizione). Un numero nettamente inferiore di elementi appartiene ai non metalli (quelli nella parte destra del sistema); sono chiamati non metalli gli elementi che tendono con facilità ad acquistare elettroni per realizzare la configurazione elettronica stabile del gas nobile ad essi più vicino come numero atomico. Essi comprendono alcuni elementi dei sottogruppi III A (boro), IV A (carbonio), V A (azoto e fosforo), VI A (calcogeni) e VII A (alogeni). Infine, a cavallo di una linea a scalini che separa metalli e non metalli, che va dal boro all'astato, si trovano alcuni elementi chiamati semimetalli, in quanto hanno proprietà intermedie tra quelle dei metalli e dei non metalli: essi sono il boro, il silicio, il germanio, l'arsenico, l'antimonio, il tellurio e l'astato.
Leghe metalliche
[Tratto da Wikipedia]
Una lega è una combinazione in soluzione o in miscela di due o più elementi di cui almeno uno è un metallo, e il cui materiale risultante ha proprietà metalliche differenti da quelle dei relativi componenti. Una lega con due componenti è denominata "binaria"; una con tre è una lega ternaria e una con quattro è una lega quaternaria. Le leghe sono ideate solitamente per avere proprietà più desiderabili di quelle dei loro componenti. Per esempio l'acciaio (lega ferro-carbonio) ha una resistenza meccanica maggiore del ferro, il suo componente principale, e l'ottone (lega rame-zinco) è più duro del rame e più lucente dello zinco. Diversamente dai metalli puri, molte leghe non hanno un singolo punto di fusione ma attraversano un intervallo di fusione in cui il materiale è una miscela di fase solida e liquida. La temperatura in cui comincia la fusione è denominata solidus e quella in cui la fusione è completa è denominata liquidus. Leghe speciali possono tuttavia essere progettate con un singolo punto di fusione: queste sono definite eutettiche. A volte una lega è designata con il nome del metallo più importante: l'oro a 14 carati è una lega di oro con altri elementi; lo stesso accade per l'argento usato in gioielleria e per l'alluminio usato nelle strutture.

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