2 GENERALITÀ SUI MATERIALI

Per costruire ognuno degli oggetti che vediamo intorno a noi, l’uomo ha dovuto avere a disposizione un materiale adatto.
Il materiale è, dunque, la materia di cui è costituito un oggetto.
È possibile operare una classificazione dei materiali secondo due criteri:
1. la loro origine, che può essere naturale o artificiale;
2. le loro proprietà, che possono essere di tipo fisico e chimico, meccanico o tecnologico.

2. 1 MATERIALI NATURALI E ARTIFICIALI

L’origine dei materiali può essere naturale (vegetale, animale o minerale) o artificiale.

I materiali naturali possono essere di origine:

-    vegetale, quali il legno, la gomma naturale, la carta, le fibre tessili come il cotone, la canapa, il lino, ecc;

-    animale, quali il cuoio e i pellami, le fibre tessili come la lana e la seta, ecc;

-    minerale, come il ferro, l’oro, l’argento, il rame e altri metalli, ma anche la sabbia da cui si ottiene il vetro e l’argilla da cui si ricava la ceramica.

I materiali artificiali sono quelli che, non essendo disponibili in natura,

sono fabbricati dall’uomo come le gomme sintetiche, le materie plastiche, le leghe metalliche e le fibre tessili sintetiche.


2. 2 PROPRIETÀ DEI MATERIALI

Un altro tipo di classificazione possibile è quello relativo alle proprietà fisiche e chimiche, meccaniche, e tecnologiche dei materiali.


Le proprietà fisiche e chimiche

Le proprietà fisiche e chimiche riguardano la struttura fisica e la

composizione chimica dei materiali.

►    Aspetto e colore. È come il materiale ci appare: ruvido, liscio, colorato, uniforme.

►    Temperatura o punto di fusione. È la temperatura alla quale il materiale fonde se sottoposto al calore.

►    Peso specifico (Ps). È il rapporto tra la massa, espressa in chilogrammi, di un’unità di volume del materiale (1 dm3) e il suo volume: Ps = P/V. È l’indicazione della densità del materiale.

►    Conducibilità termica. Indica la capacità del materiale di trasmettere il calore. Si distinguono buoni e cattivi conduttori tra i materiali.

►    Conducibilità elettrica. Rappresenta la caratteristica del materiale di farsi attraversare dalla corrente elettrica. Quelli che ne permettono il passaggio (come i metalli) vengono definiti conduttori; quelli che non si fanno attraversare si chiamano isolanti.

►    Inalterabilità. Indica la resistenza del materiale agli attacchi chimici o agli agenti atmosferici.

►    Igroscopicità. È la capacità del materiale di assorbire l’umidità.

►    Idrorepellenza. È la capacità del materiale di respingere l’acqua.

►    Dilatazione termica. Rappresenta l’aumento o la diminuzione di volume dei materiali sottoposti a caldo o freddo. Il calore provoca nel materiale un movimento delle sue particelle in modo tale che esse si distanziano una dall’altra, “dilatando” il materiale.

►    Isotropia o omogeneità. È la caratteristica di quei materiali la cui struttura molecolare è uguale in tutte le direzioni.

Le proprietà meccaniche

Le proprietà meccaniche riguardano la capacità dei materiali di resistere a sforzi (sollecitazioni) che tendono a deformarli fino al punto di rottura.

►    Durezza. Riguarda la capacità del materiale di resistere a graffiature o alla penetrazione di un corpo più duro.

►    Resilienza. Rappresenta la capacità dei materiali di resistere a urti e deformazioni, ritornando allo stato iniziale senza rotture.

►    Tenacità. Indica la capacità dei materiali di assorbire le deformazioni fino al momento di rompersi.

►    Resistenza all’usura. È la capacità dei materiali di resistere a sforzi e sollecitazioni ripetute nel tempo.

►    Resistenza alle sollecitazioni. Le sollecitazioni possono essere di diverso tipo:

-    trazione: per cui le due forze tendono ad allungare il corpo sollecitato (per esempio, funi di sollevamento);

-    compressione: per effetto della quale sul corpo agiscono due forze che tendono ad accorciarlo (per esempio, i pilastri degli edifici);

-    flessione: se la forza applicata tende a piegare o a flettere il corpo (per esempio, le travi);

-    torsione: per cui due forze fanno ruotare le fibre di un corpo (per esempio, le maniglie delle porte);

-    taglio: se la forza fa scorrere una parte del corpo rispetto all’altra, mantenuta ferma, da una forza contraria (per esempio, le cesoie).



Le proprietà tecnologiche

Le proprietà tecnologiche sono quelle caratteristiche che definiscono

il comportamento di un materiale sottoposto a vari tipi di lavorazione.

►    Duttilità. È la capacità dei materiali, sottoposti a trazione, di farsi ridurre in fili (l’oro è il metallo più duttile).

►    Malleabilità. È la proprietà di alcuni materiali che, sottoposti a compressione, possono trasformarsi in lastre o lamine (per esempio, l’acciaio).

►    Fusibilità. È la proprietà dei materiali di passare dallo stato solido a quello liquido a causa del calore.

►    Saldabilità. È la possibilità di alcuni materiali di venire saldati (uniti) con lo stesso materiale o con altri per mezzo del calore.

►    Temperabilità. È la proprietà tipica del vetro e dei metalli di aumentare la propria durezza se riscaldati e subito raffreddati.

►    Lucidabilità. È la proprietà di un materiale di sopportare la levigatura e la lucidatura (per esempio, il marmo).

►    Curvabilità. È la capacità di un materiale di curvarsi senza modificare la propria struttura.

►    Verniciabilità. È l’attitudine di un materiale a poter essere verniciato.

►    Fendibilità. È la capacità di resistenza alla penetrazione di un cuneo.

►    Attitudine al taglio. È la proprietà del materiale di farsi tagliare da una lama.


L’oro è un metallo malleabile: ridotto in fogli sottilissimi viene usato per dorare una cornice di legno.