Portale:Materiali

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Introduzione
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Il termine materiale fa riferimento alla specifica natura chimico-fisica di un corpo (quale può essere ad esempio un manufatto, un minerale o un tessuto vegetale o animale) alla quale sia possibile associare a livello macroscopico un insieme di proprietà fisiche e tecnologiche (ad esempio: densità, conducibilità termica, durezza).

Ciascun materiale può essere costituito da una o più sostanze chimiche, da una miscela di sostanze o da più materiali: in quest'ultimo caso si parla di materiale composito. Oltre alla composizione chimica, ciascun materiale è caratterizzato da una specifica morfologia, che corrisponde al modo in cui è organizzata la struttura del materiale a livello microscopico. Due materiali aventi la stessa composizione possono dunque differire per morfologia e tale differenza si ripercuote sulle proprietà del materiale: ad esempio il silicio monocristallino e il silicio policristallino hanno la stessa composizione chimica ma differente struttura microscopica, per cui presentano proprietà tecnologiche differenti e per tale motivo i loro campi di applicazione sono differenti.

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Acciaio è il nome dato ad una lega composta principalmente da ferro e carbonio, quest'ultimo in percentuale non superiore al 2,11%: oltre tale limite, le proprietà del materiale cambiano e la lega assume la denominazione di ghisa.

Il carbonio si presenta esclusivamente sotto forma di cementite o carburo di ferro. Le particelle di cementite presenti nella microstruttura dell'acciaio, in determinate condizioni, bloccano gli scorrimenti delle dislocazioni, conferendo all'acciaio caratteristiche meccaniche migliori di quelle del ferro puro.
Gli acciai sono leghe sempre plastiche a caldo, cioè fucinabili, a differenza delle ghise.

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Il carburo di silicio, chiamato anche carborundum, è un materiale sintetico composto da silicio e carbonio legati insieme per formare un materiale ceramico. Esiste anche in natura sotto forma del rarissimo minerale moissanite. Ha una durezza molto elevata, intermedia tra il corindone e il diamante. È quindi classificato tra i materiali superduri.

La moissanite si trova solo in piccolissime quantità in alcuni tipi di meteorite e all'interno di depositi di corindone e kimberlite. Praticamente tutto il carburo di silicio venduto nel mondo, tra cui vi sono anche i gioielli di moissanite, è sintetico. La moissanite naturale è stata trovata in piccolissime quantità per la prima volta nel 1893 all'interno del meteorite Canyon Diablo in Arizona dal dottor Ferdinando Henri Moissan, da qui il nome del materiale. La scoperta di Moissan, cioè della presenza in natura del SiC, fu inizialmente contestata perché i suoi campioni potevano essere stati contaminati dalle lame di carburo di silicio che erano già presenti sul mercato in quel periodo.

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Il cloruro di polivinile, noto anche come polivinilcloruro o con la corrispondente sigla PVC, è il polimero del cloruro di vinile. È il polimero più importante della serie ottenuta da monomeri vinilici ed è una delle materie plastiche di maggior consumo al mondo.

Puro, è un materiale rigido; deve la sua versatilità applicativa alla possibilità di essere miscelato anche in proporzioni elevate a prodotti plastificanti, quali ad esempio gli esteri dell'acido ftalico, che lo rendono flessibile e modellabile o a composti inorganici. Viene considerato stabile e sicuro nelle applicazioni tecnologiche, a temperatura ambiente, ma estremamente pericoloso se bruciato o scaldato ad elevate temperature e in impianti inidonei, per la presenza di cloro nella molecola, liberabile come HCl con possibilità di formazione di diossina, o per liberazione del monomero.

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Glare honeycomb.jpg

Per pannello a sandwich (o struttura a sandwich) si intende un elemento costituito da due strati resistenti, detti pelli o facce, distanziati da un materiale connettivo che prende il nome di core. Il core è in genere un materiale leggero e poco resistente, la cui unica funzione è distanziare le pelli, di materiale nobile e di spessore ridotto. La rigidezza assiale del core è assolutamente trascurabile rispetto a quella delle pelli, che sono preposte ai carichi nel piano. La presenza del core è invece utile ad aumentare il valore della rigidezza flessionale del pannello, che dipende dalla distanza delle lamine dal piano medio. L'impiego di tale struttura è quindi paragonabile al concetto della trave con sezione a I, dove l'anima serve ad aumentare la rigidezza flessionale nella direzione della stessa. Distanziando le pelli si ottiene un incremento notevolissimo della rigidezza rispetto a un pannello costituito soltanto da uno spessore di materiale pari a quello delle due facce con un incremento di peso ridottissimo. Per queste ragioni negli ultimi quaranta anni nell'industria aerospaziale si è sempre più consolidato l'impiego di pannelli sandwich.

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Produzione e trasformazione dei materiali
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Con il termine lucidatura (o politura o polimento se si riferisce a gemme) si intende il processo attuato per rendere lucida la superficie di un oggetto, in modo tale che il corpo in questione brilli di luce riflessa.

Un oggetto può essere lucido a prescindere da eventuali immagini riflesse o dal colore assunto dalla luce riflessa, ovvero la caratteristica di "essere lucido" è indipendente dal colore e dal potere specchiante della superficie dell'oggetto.
In genere comunque gli oggetti più lucidi sono anche i più "riflettenti", essi cioè riflettono la luce conservando alcune proprietà della luce riflessa, come l'intensità e il colore, oltre alle proporzioni geometriche dell'oggetto riflesso.

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