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I materiali e le loro proprietà Lezione 1
CONTENUTI
1. L’origine dei materiali
ATTIVITÀ
Di quale materiale è fatto?
4. La resistenza alle sollecitazioni meccaniche
2. Le proprietà dei materiali
3. Le proprietà fisiche e chimiche
5. Le proprietà meccaniche
7. Test di verifica
Quale tipo di proprietà?
6. Le proprietà tecnologiche
I materiali e le loro proprietà
I materiali e le loro proprietà
1. L’origine dei materiali
Classificazione dei materiali
materiali di origine naturale
materiali di origine artificiale
Osserva il mondo che ti circonda
I materiali e le loro proprietà
1. L’origine dei materiali
Materiali di origine naturale
biologica
legno carta fibre tessili
minerale
rocce metalli
I materiali e le loro proprietà
1. L’origine dei materiali
Materiali di origine artificiale
materie plastiche fibre tessili leghe tecno-materiali
I materiali e le loro proprietà
1. L’origine dei materiali
Di quale materiale è fatto?ATTIVITÀ
• Di quali materiali sono composti gli oggetti presenti nella tabella della prossima slide?
• Qual è l’origine del materiale usato per ogni oggetto?
• Sapresti dire, per ogni oggetto, se il materiale può essere sostituito con un altro? Quale?
I materiali e le loro proprietà
1. L’origine dei materialiATTIVITÀDi quale materiale è fatto?
Oggetto
Libro
Tavolo da cucina
Schienale della sedia
Lavagna
Matita
Piatto
Pedale della bicicletta
Maglione
Pantaloni
Astuccio
Materiale
Origine
Si può sostituire (sì/no) Materiale alternativo
Carta Naturale Sì E-book
I materiali e le loro proprietà
2. Le proprietà dei materiali
Le proprietà dei materiali si dividono in:
proprietà fisiche e chimiche
proprietà meccaniche
proprietà tecnologiche
I materiali e le loro proprietà
3. Le proprietà fisiche e chimiche
oggetto
Densità (massa volumica)
Conducibilità termica
Dilatazione termica
Temperatura di fusione
Conducibilità elettrica
Resistenza alla corrosione
Rapporto tra il peso di un corpo e il suo volume: si misura in kg/m3.
SIGNIFICATO
La densità di un materiale determina la sua capacità di galleggiare nell’aria o sull’acqua.
IMPORTANZA TECNOLOGICA
Densità o massa volumica
I materiali e le loro proprietà
Capacità dei materiali di trasmettere calore.
SIGNIFICATO
I conduttori termici trasmettono calore (metalli). Gli isolanti invece non trasmettono calore (legno, plastica).
IMPORTANZA TECNOLOGICA
Conducibilità termica
I materiali e le loro proprietà
Aumento delle dimensioni di un materiale all’aumentare della temperatura.
SIGNIFICATO
È molto importante nella lavorazione dei metalli. Nell’utilizzo di materiali che hanno questa proprietà (per esempio nel settore
ferroviario e stradale) si possono presentare effetti negativi che vanno opportunamente compensati.
IMPORTANZA TECNOLOGICA
Dilatazione termica
I materiali e le loro proprietà
Temperatura alla quale un materiale passa dallo stato solido a quello liquido.
SIGNIFICATO
È fondamentale per conoscere il punto di fusibilità di un materiale.
IMPORTANZA TECNOLOGICA
Temperatura di fusione
I materiali e le loro proprietà
Capacità di un materiale di lasciarsi attraversare dalla corrente elettrica, quindi di trasmetterla
ad altri corpi.
SIGNIFICATO
I metalli sono buoni conduttori. I materiali che invece si oppongono al passaggio della corrente (cioè hanno
resistività) sono detti isolanti elettrici.
IMPORTANZA TECNOLOGICA
Conducibilità elettrica
I materiali e le loro proprietà
Proprietà chimica che esprime la capacità di conservazione di un corpo esposto all’aria o agli agenti chimici.
SIGNIFICATO
I materiali inalterabili, detti inerti, non subiscono alterazioni a contatto
con gli agenti chimici.
IMPORTANZA TECNOLOGICA
Resistenza alla corrosione
I materiali e le loro proprietà
I materiali e le loro proprietà
4. La resistenza alle sollecitazioni meccaniche
Capacità di un corpo di resistere a sollecitazioni
esterne fino a un certo valore (carico di rottura).
SIGNIFICATO
Resistenza alle sollecitazioni meccaniche
Caratteristica fondamentale per i materiali da costruzione.
IMPORTANZA TECNOLOGICA
Le sollecitazioni meccaniche
Taglio
Torsione
Trazione
Compressione
Flessione
Trazione
I materiali e le loro proprietà
Compressione
I materiali e le loro proprietà
Flessione
I materiali e le loro proprietà
Taglio
I materiali e le loro proprietà
Torsione
I materiali e le loro proprietà
I materiali e le loro proprietà
5. Le proprietà meccaniche
Durezza
Elasticità
Plasticità
Resilienza
Durezza
I materiali e le loro proprietà
Resistenza di un corpo alla penetrazione di una punta. Esprime la
resistenza di un materiale alla scalfittura.
SIGNIFICATO
Importante per i materiali che devono resistere all’azione di forze meccaniche
(colpi, urti, lanci).
IMPORTANZA TECNOLOGICA
Elasticità
I materiali e le loro proprietà
Attitudine di un materiale a riprendere forma dopo essere stato
sollecitato da forze esterne.
SIGNIFICATO
Importante per quei materiali che si deformano e che devono riprendere la
forma iniziale (pneumatici).
IMPORTANZA TECNOLOGICA
Plasticità
I materiali e le loro proprietà
Capacità di deformazione e mantenimento della forma acquisita.
SIGNIFICATO
Fondamentale per plasmare alcuni materiali (plastica).
IMPORTANZA TECNOLOGICA
Resilienza
I materiali e le loro proprietà
Attitudine a resistere agli urti, senza subire rotture: è il contrario della fragilità.
SIGNIFICATO
Conoscere questa caratteristica è importante per evitare l’uso di materiali troppo fragili in
alcune strutture.
IMPORTANZA TECNOLOGICA
I materiali e le loro proprietà
6. Le proprietà tecnologiche
Fusibilità
Saldabilità
Duttilità
Malleabilità
Temprabilità
Fusibilità
I materiali e le loro proprietà
Facilità con cui i materiali passano dallo stato solido a quello liquido.
SIGNIFICATO
Importante per i materiali che devono essere fusi per ottenere una forma definitiva (vetro, metalli, plastica).
IMPORTANZA TECNOLOGICA
Saldabilità
I materiali e le loro proprietà
Attitudine di un materiale a essere unito ad altri materiali, sotto l’azione del calore, per
formare un corpo unico.
SIGNIFICATO
Fondamentale quando occorre unire saldamente due parti di un oggetto.
IMPORTANZA TECNOLOGICA
Duttilità
I materiali e le loro proprietà
Proprietà del materiale di lasciarsi ridurre in fili sottili.
SIGNIFICATO
Importante per realizzare cavi, fili elettrici e fili da fibre tessili.
IMPORTANZA TECNOLOGICA
Malleabilità
I materiali e le loro proprietà
Proprietà di un materiale di lasciarsi ridurre in lamine o fogli sottilissimi.
SIGNIFICATO
Importante per realizzare oggetti costituiti da lastre sottili, per esempio
le lastre di vetro.
IMPORTANZA TECNOLOGICA
Temprabilità
I materiali e le loro proprietà
Attitudine di alcuni materiali di acquistare maggiore durezza o
resistenza dopo essere stati riscaldati e raffreddati bruscamente.
SIGNIFICATO
Importante per quei materiali che devono resistere agli agenti atmosferici
e agli urti meccanici (vetri di sicurezza, carrozzerie).
IMPORTANZA TECNOLOGICA
I materiali e le loro proprietà
2. Le proprietà dei materiali
Quale tipo di proprietà?ATTIVITÀ
Tra le proprietà elencate nella slide seguente, cerchia • in rosso quelle fisiche o chimiche, • in verde quelle tecnologiche, • in blu quelle meccaniche.
I materiali e le loro proprietà
durezza
plasticità
densità
resilienza
fusibilità
elasticità
malleabilità
temperabilità
conducibilità elettrica
conducibilità termica
2. Le proprietà dei materialiATTIVITÀQuale tipo di proprietà?