Materiali
I materiali e le loro proprietà
Materiali
I materiali e le loro proprietà
CONTENUTI
ATTIVITÀ
1. L’origine dei materiali
Di quale materiale è fatto?
2. Le proprietà dei materiali
Quale tipo di proprietà?
3. Le proprietà fisiche e chimiche
4. La resistenza alle sollecitazioni meccaniche
5. Le proprietà meccaniche
6. Le proprietà tecnologiche
7. Verifica le tue conoscenze
1. L’origine dei materiali
OSSERVA IL MONDO
CHE TI CIRCONDA
CLASSIFICAZIONE DEI
MATERIALI
materiali di origine naturale
materiali di origine artificiale
1. L’origine dei materiali
MATERIALI DI ORIGINE NATURALE
minerale
rocce
rocce
biologica
legno
carta
fibre tessili
1. L’origine dei materiali
MATERIALI DI ORIGINE ARTIFICIALE
materie plastiche
fibre tessili
leghe
tecno-materiali
L’origine dei materiali/Attività
ATTIVITÀ
DI QUALE MATERIALE È FATTO?
• 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?
L’origine dei materiali/Attività
ATTIVITÀ
Oggetto
Materiale
Libro
Tavolo da cucina
Schienale della sedia
Lavagna
Matita
Piatto
Pedale della bicicletta
Maglione
Pantaloni
Astuccio
Carta
DI QUALE MATERIALE È FATTO?
Origine Si può sostituire (sì/no)
Naturale
Si
Materiale alternativo
E-book
2. Le proprietà dei materiali
LE PROPRIETÀ DEI MATERIALI
SI DIVIDONO IN:
proprietà fisiche e chimiche
proprietà meccaniche
proprietà tecnologiche
3. Le proprietà fisiche e chimiche
Densità (massa volumica)
Conducibilità termica
Dilatazione termica
Temperatura di fusione
Conducibilità elettrica
Resistenza alla corrosione
3.1 Densità o massa volumica
SIGNIFICATO
Rapporto tra il peso di un corpo e il suo
volume: si misura in kg/m3.
IMPORTANZA TECNOLOGICA
La densità di un materiale determina la
sua capacità di galleggiare nell’aria o
sull’acqua.
3.2 Conducibilità termica
SIGNIFICATO
Capacità dei materiali di
trasmettere calore.
IMPORTANZA TECNOLOGICA
I conduttori termici trasmettono calore (metalli).Gli
isolanti invece non trasmettono calore (legno,
plastica).
3.3 Dilatazione termica
SIGNIFICATO
Aumento delle dimensioni di un
materiale all’aumentare della
temperatura.
IMPORTANZA TECNOLOGICA
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.
3.4 Temperatura di fusione
SIGNIFICATO
Temperatura alla quale un materiale
passa dallo stato solido a quello
liquido.
IMPORTANZA TECNOLOGICA
È fondamentale per conoscere il punto
di fusibilità di un materiale.
3.5 Conducibilità elettrica
SIGNIFICATO
Capacità di un materiale di lasciarsi attraversare
dalla corrente elettrica, quindi di trasmetterla ad
altri corpi.
IMPORTANZA TECNOLOGICA
I metalli sono buoni conduttori. I materiali che
invece si oppongono al passaggio della corrente
(cioè hanno resistività) sono detti isolanti elettrici.
3.6 Resistenza alla corrosione
SIGNIFICATO
Proprietà chimica che esprime la capacità
di conservazione di un corpo esposto
all’aria o agli agenti chimici.
IMPORTANZA TECNOLOGICA
I materiali inalterabili, detti inerti, non
subiscono alterazioni a contatto con gli agenti
chimici.
4. La resistenza alle sollecitazioni meccaniche
SIGNIFICATO
Resistenza alle
sollecitazioni
meccaniche
IMPORTANZA TECNOLOGICA
Capacità di un corpo di
resistere a sollecitazioni
esterne fino a un certo
valore (carico di rottura).
Le sollecitazioni meccaniche
Trazione
Taglio
Compressione
Torsione
Flessione
Caratteristica
fondamentale per i
materiali da costruzione.
4.1 Trazione
4.2 Compressione
4.3 Flessione
4.4 Taglio
4.5 Torsione
5. Le proprietà meccaniche
Durezza
Elasticità
Plasticità
Resilienza
5.1 Durezza
SIGNIFICATO
Resistenza di un corpo alla
penetrazione di una punta. Esprime la
resistenza di un materiale alla
scalfittura.
IMPORTANZA TECNOLOGICA
Importante per i materiali che devono
resistere all’azione di forze meccaniche
(colpi, urti, lanci).
5.2 Elasticità
SIGNIFICATO
Attitudine di un materiale a
riprendere forma dopo essere stato
sollecitato da forze esterne.
IMPORTANZA TECNOLOGICA
Importante per quei materiali che si
deformano e che devono riprendere la
forma iniziale (pneumatici).
5.3 Plasticità
SIGNIFICATO
Capacità di deformazione e
mantenimento della forma
acquisita.
IMPORTANZA TECNOLOGICA
Fondamentale per plasmare
alcuni materiali (plastica).
5.4 Resilienza
SIGNIFICATO
Attitudine a resistere agli urti, senza
subire rotture: è il contrario della
fragilità.
IMPORTANZA TECNOLOGICA
Conoscere questa caratteristica è
importante per evitare l’uso di materiali
troppo fragili in alcune strutture.
6. Le proprietà tecnologiche
Fusibilità
Saldabilità
Duttilità
Malleabilità
Temprabilità
6.1 Fusibilità
SIGNIFICATO
Facilità con cui i materiali
passano dallo stato solido a
quello liquido.
IMPORTANZA TECNOLOGICA
Importante per i materiali che devono
essere fusi per ottenere una forma
definitiva (vetro, metalli, plastica).
6.2 Saldabilità
SIGNIFICATO
Attitudine di un materiale a essere
unito ad altri materiali, sotto l’azione
del calore, per formare un corpo
unico.
IMPORTANZA TECNOLOGICA
Fondamentale quando occorre unire
saldamente due parti di un oggetto.
6.3 Duttilità
SIGNIFICATO
Proprietà del materiale di lasciarsi
ridurre in fili sottili.
IMPORTANZA TECNOLOGICA
Importante per realizzare cavi, fili elettrici
e fili da fibre tessili.
6.4 Malleabilità
SIGNIFICATO
Proprietà di un materiale di
lasciarsi ridurre in lamine o fogli
sottilissimi.
IMPORTANZA TECNOLOGICA
Importante per realizzare oggetti costituiti
da lastre sottili, per esempio le lastre di
vetro.
6.5 Temprabilità
SIGNIFICATO
Attitudine di alcuni materiali di
acquistare maggiore durezza o
resistenza dopo essere stati
riscaldati e raffreddati bruscamente.
IMPORTANZA TECNOLOGICA
Importante per quei materiali che
devono resistere agli agenti atmosferici
e agli urti meccanici (vetri di sicurezza,
carrozzerie).
Le proprietà dei materiali/Attività
ATTIVITÀ
QUALE TIPO DI PROPRIETÀ?
•Tra le proprietà elencate nella slide seguente, cerchia
• in rosso quelle fisiche o chimiche,
• in verde quelle tecnologiche,
• in blu quelle meccaniche.
Le proprietà dei materiali/Attività
ATTIVITÀ
QUALE TIPO DI PROPRIETÀ?
durezza
elasticità
conducibilità
elettrica
fusibilità
plasticità
resilienza
malleabilità
conducibilità
termica
densità
temperabilità
7. Verifica le tue conoscenze
Quale tra le seguenti non è una sollecitazione?
Flessione
Torsione
Taglio
Compressione
Fusione
Trazione
7. Verifica le tue conoscenze
Completa il brano inserendo negli spazi vuoti le parole corrette, scegliendo tra
quelle sotto elencate.
Un corpo è soggetto a ............ quando su di esso agisce un sistema di forze convergenti,
cioè che si avvicinano.
compressione
taglio
torsione
7. Verifica le tue conoscenze
Completa il brano inserendo negli spazi vuoti le parole corrette, scegliendo tra
quelle sotto elencate.
Un corpo è sottoposto a ............ se due forze contrapposte tendono a separarlo in due
parti.
compressione
taglio
torsione
7. Verifica le tue conoscenze
Completa il brano inserendo negli spazi vuoti le parole corrette, scegliendo tra
quelle sotto elencate.
Un corpo è sottoposto a ............ quando le forze applicate alle sue estremità tendono a
farlo ruotare in direzioni opposte.
compressione
taglio
torsione
7. Verifica le tue conoscenze
Quale tra le seguenti non è una proprietà meccanica?
plasticità
fusibilità
resilienza
durezza