Proprietà meccaniche dei materiali

Le proprietà meccaniche dei materiali si riferiscono alla loro capacità di resistere a sollecitazioni meccaniche prodotte da forze esterne. Queste proprietà sono fondamentali per determinare l'idoneità di un materiale per specifiche applicazioni.

Le principali proprietà meccaniche includono:

1. Resistenza a forze statiche: applicate gradualmente e continuamente, misurata come resistenza alla deformazione.

2. Resistenza a forze dinamiche: applicate sotto forma di urto, detta resilienza.

3. Resistenza a forze periodiche: con carattere ripetitivo nel tempo, chiamata resistenza a fatica.

4. Resistenza a forze concentrate: applicate in zone ristrette, nota come durezza.

5. Resistenza all'attrito radente e volvente: tra superfici di contatto di corpi mobili, definita come resistenza all'usura.

Definizione: La resistenza meccanica dei materiali è la capacità di sopportare carichi senza subire deformazioni permanenti o rotture.

Altre importanti proprietà meccaniche sono:

• Resistenza a trazione: capacità di resistere a forze che causano allungamento, eccellente nei metalli, specialmente nell'acciaio.

• Resistenza a compressione: abilità di resistere a forze che provocano accorciamento, ottima in pietre naturali, laterizi e metalli.

• Resistenza a flessione: capacità di resistere a forze che tendono a incurvare il materiale, buona in acciai e legno.

Esempio: La resistenza meccanica dell'acciaio è particolarmente elevata sia in trazione che in compressione, rendendolo un materiale versatile per applicazioni strutturali.

• Resilienza: resistenza agli urti improvvisi senza subire rotture. Materiali con alta resilienza come acciaio e plastica sono definiti tenaci, mentre quelli con bassa resilienza come vetro, ceramica e ghisa sono considerati fragili.

• Durezza: resistenza alla scalfitura o penetrazione da parte di un corpo più duro. Materiali molto duri includono vetro e leghe metalliche come acciaio e bronzo.

Highlight: La conoscenza delle proprietà meccaniche dei materiali è essenziale per ingegneri e progettisti nella scelta dei materiali più adatti per specifiche applicazioni, garantendo sicurezza e efficienza nelle costruzioni e nei prodotti.

Proprietà chimico-fisiche dei materiali

Le proprietà chimico-fisiche dei materiali comprendono le caratteristiche legate alla struttura molecolare e al comportamento in presenza di agenti esterni come calore, gravità ed elettricità.

Tra le principali proprietà chimico-fisiche troviamo:

La temperatura di fusione, definita come la temperatura alla quale un materiale passa dallo stato solido a quello liquido.

Esempio: L'acciaio fonde a 1535°C, mentre il ghiaccio a 0°C.

La massa volumica, che rappresenta il rapporto tra la massa di un corpo in kg e il suo volume in m³.

Formula: Mv = massa (kg) / volume (m³)

La capacità termica massica, ovvero la quantità di calore necessaria per aumentare di 1°C la temperatura di 1 kg di sostanza.

Highlight: I metalli hanno un'ottima conduttività termica e vengono usati per costruire pentole, mentre materiali isolanti come la plastica sono impiegati per i manici.

La dilatazione termica, che indica la variazione di volume di un materiale al cambiare della temperatura.

Definizione: Il coefficiente di dilatazione lineare α misura l'allungamento di una barra di 1 m all'aumentare della temperatura di 1°C.