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LA STRUTTURA ATOMICA DEI METALLI
LA STRUTTURA ATOMICA DEI METALLI
Gli atomi sono composti da un nucleo di particelle con carica positiva, i protoni, attorno al quale ruotano gli elettroni che hanno carica negativa, per ogni protone esiste un elettrone che bilancia con la sua carica negativa, quella positiva del protone.
Tutte le sostanze esistenti sono composte da combinazioni di atomi differenti, la parte più piccola di una sostanza è detta molecola.
Può succedere che un atomo perda o acquisti un elettrone, per esempio quando una molecola di una sostanza viene scissa nei suoi atomi costitutivi, in questo caso la sua carica non sarà più uguale a zero ma sarà positiva (elettroni in meno) o negativa (elettroni in più); gli atomi "squilibrati" si chiamano ioni e il processo che li porta a perdere o acquistare elettroni si chiama ionizzazione. Gli ioni positivi sono detti cationi, quelli negativi anioni.
I piani della struttura metallica possono scorrere tra loro mantenendo inalterata la struttura stessa, ciò spiega la malleabilità e duttilità dei metalli
Gli atomi solitamente si legano tra loro seguendo determinati schemi che producono una struttura detta cristallina. La struttura cristallina dei metalli è molto compatta, così compatta che gli elettroni che solitamente gravitano attorno al nucleo dell'atomo, attratti dalla vicinanza di altri nuclei, si muovono creando una nuvola di elettroni che avvolge gli atomi diventati ioni positivi o cationi.
Si genera così un legame metallico che spiega le principali proprietà dei metalli: malleabilità, duttilità, resistenza (vedi immagine)
La presenza di elettroni liberi in movimento spiega la conducibilità elettrica e termica
COSA E' UNA LEGA?
COSA E' UNA LEGA?
La lega è una combinazione di due o più elementi di cui almeno uno è un metallo. Il materiale risultante ha caratteristiche metalliche differenti da quelle dei differenti componenti.
La lega è una combinazione di due o più elementi di cui almeno uno è un metallo. Il materiale risultante ha caratteristiche metalliche differenti da quelle dei differenti componenti.
I metalli puri non esistono praticamente in circolazione, per esempio tutto quello che noi chiamiamo comunemente ferro è solitamente una lega di acciaio cioè ferro carbonio e altri elementi in percentuali minime.
La più antica lega conosciuta è il bronzo che ha dato anche il nome a un periodo del neolitico; è costituita da rame e stagno due metalli il cui punto di fusione è sufficientemente basso per permettere di lavorarli anche con tecnologie primitive.
STAGNO
+
+
RAME
BRONZO
LEGHE DI USO COMUNE
LEGHE DI USO COMUNE
La lega senz'altro più utilizzata è l'acciaio che è una lega composta per più del 90% da ferro, fino al 2, 06% da carbonio e da altri metalli in percentuali minime. Le differenti percentuali dei vari metalli conferiscono all'acciaio differenti proprietà per cui più che una lega l'acciaio è una famiglia di leghe.
La lega senz'altro più utilizzata è l'acciaio che è una lega composta per più del 90% da ferro, fino al 2, 06% da carbonio e da altri metalli in percentuali minime. Le differenti percentuali dei vari metalli conferiscono all'acciaio differenti proprietà per cui più che una lega l'acciaio è una famiglia di leghe.
Quando uno o più dei componenti (escluso ferro e carbonio) supera la percentuale stabilita dalla normativa si parla di acciaio legato
Quando uno o più dei componenti (escluso ferro e carbonio) supera la percentuale stabilita dalla normativa si parla di acciaio legato
Acciaio 18/10
Acciaio 18/10
Questa lega di acciaio è usata per produrre pentole di alta qualità.
Questa lega di acciaio è usata per produrre pentole di alta qualità.
Viene usato per la sua malleabililità nello stampaggio a caldo e a freddo.
Viene usato per la sua malleabililità nello stampaggio a caldo e a freddo.
Acciaio per utensili
Acciaio per utensili
Questo tipo di acciaio presenta una elevata durezza data dal vanadio e dal tungsteno
Questo tipo di acciaio presenta una elevata durezza data dal vanadio e dal tungsteno
Fra le leghe del rame, oltre al già citato bronzo, è molto diffuso l'ottone lega fra rame e zinco
Fra le leghe del rame, oltre al già citato bronzo, è molto diffuso l'ottone lega fra rame e zinco
Un impiego importante dell'ottone è la realizzazione di strumenti musicali; la lega deve avere buone caratteristiche acustiche e una buona lavorabilità
Un impiego importante dell'ottone è la realizzazione di strumenti musicali; la lega deve avere buone caratteristiche acustiche e una buona lavorabilità
Il bronzo trova tuttora impieghi oltre che nella scultura e in gioielleria soprattutto nella realizzazione di parti meccaniche soggette a frizione e a pressione
Il bronzo trova tuttora impieghi oltre che nella scultura e in gioielleria soprattutto nella realizzazione di parti meccaniche soggette a frizione e a pressione
IN QUESTO SITO SI POSSONO TROVARE COMPOSIZIONE E PROPRIETA' DI NUMEROSISSIME LEGHE:
LEGHE SPECIALI
LEGHE SPECIALI
Negli ultimi anni i progressi della scienza dei materiali e lo studio della metallurgia hanno reso possibile la creazione di nuove leghe dalle caratteristiche straordinarie
Negli ultimi anni i progressi della scienza dei materiali e lo studio della metallurgia hanno reso possibile la creazione di nuove leghe dalle caratteristiche straordinarie
SUPERLEGA
SUPERLEGA
Le superleghe sono leghe di grande resistenza meccanica anche ad altissime temperature, hanno anche un'ottima resistenza alla corrosione.
Le superleghe sono leghe di grande resistenza meccanica anche ad altissime temperature, hanno anche un'ottima resistenza alla corrosione.
furono inventate nel dopoguerra per realizzare le turbine a gas degli aeromobili che richiedevano alte prestazioni ad alte temperature
furono inventate nel dopoguerra per realizzare le turbine a gas degli aeromobili che richiedevano alte prestazioni ad alte temperature
Si contraddistinguono per l'elevato numero di componenti in varie percentuali. Le più diffuse superleghe sono quelle a base nichel e base cobalto, recentemente anche quelle a base iridio
Si contraddistinguono per l'elevato numero di componenti in varie percentuali. Le più diffuse superleghe sono quelle a base nichel e base cobalto, recentemente anche quelle a base iridio
Il NIMONIC è una superlega a base nichel impiegata, tra l'altro, per realizzare le palette delle turbine a gas Rolls-Royce Nene
Il NIMONIC è una superlega a base nichel impiegata, tra l'altro, per realizzare le palette delle turbine a gas Rolls-Royce Nene
dettaglio del motore aeronautico turbogetto Rolls Royce Nene
Valvola di aspirazione per motori da corsa in NIMONIC
METALLI AMORFI
METALLI AMORFI
Sin dal 1960 i ricercatori hanno trovato che possono essere ottenute leghe metalliche amorfe raffreddando i metalli allo stato fuso con una velocità tale per cui non ci sia il tempo per lo sviluppo di una struttura cristallina ordinata.
Sin dal 1960 i ricercatori hanno trovato che possono essere ottenute leghe metalliche amorfe raffreddando i metalli allo stato fuso con una velocità tale per cui non ci sia il tempo per lo sviluppo di una struttura cristallina ordinata.
La struttura atomica dei metalli tradizionali è naturalmente periodica e mostra schemi cristallini ripetitivi e sequenziali.
La struttura atomica dei metalli tradizionali è naturalmente periodica e mostra schemi cristallini ripetitivi e sequenziali.
Nei metalli amorfi la struttura atomica è invece totalmente amorfa e non sottostà ad una combinazione atomica particolare come nei liquidi o nel vetro.
Nei metalli amorfi la struttura atomica è invece totalmente amorfa e non sottostà ad una combinazione atomica particolare come nei liquidi o nel vetro.
La ricerca sui metalli amorfi ha permesso lo sviluppo di nuove tecnologie per la lavorazione del metallo come la stampa 3D e la tecnologia Liquidmetal-Engel
La ricerca sui metalli amorfi ha permesso lo sviluppo di nuove tecnologie per la lavorazione del metallo come la stampa 3D e la tecnologia Liquidmetal-Engel
METAL PRINTING
METAL PRINTING
La sinterizzazione dei metalli è la tecnologia più innovativa che offre il mercato, le polveri metalliche vengono fuse tramite un laser ed il risultato è il modello direttamente pronto per essere utilizzato come elemento definitivo.
La sinterizzazione dei metalli è la tecnologia più innovativa che offre il mercato, le polveri metalliche vengono fuse tramite un laser ed il risultato è il modello direttamente pronto per essere utilizzato come elemento definitivo.
La Stampa 3D diretta in metallo utilizza un laser ad alta precisione ed è diretta a particelle di polvere di metallo per costruire selettivamente sottili e successivi strati metallici orizzontali.
La Stampa 3D diretta in metallo utilizza un laser ad alta precisione ed è diretta a particelle di polvere di metallo per costruire selettivamente sottili e successivi strati metallici orizzontali.
Le particelle di polvere di metallo si fondono in modo che il nuovo materiale attacchi correttamente al livello precedente, senza colla o liquido legante.
Le particelle di polvere di metallo si fondono in modo che il nuovo materiale attacchi correttamente al livello precedente, senza colla o liquido legante.
LIQUIDMETAL
LIQUIDMETAL
Si tratta di un materiale brevettato che permette di unire una resistenza doppia rispetto a quella del titanio con la modellabilità della plastica.
Si tratta di un materiale brevettato che permette di unire una resistenza doppia rispetto a quella del titanio con la modellabilità della plastica.
Le caratteriche più salienti del metallo liquido sono:
Le caratteriche più salienti del metallo liquido sono:
– elevata resistenza alla fatica
– elevata resistenza alla fatica
– elevata densità
– elevata densità
– elevata resistenza agli urti
– elevata resistenza agli urti
– elevata conducibilità termica ed elettrica
– elevata conducibilità termica ed elettrica
– elevate caratteristiche acustiche e di smorzamento
– elevate caratteristiche acustiche e di smorzamento
alcuni pezzi in metallo realizzati con la stampante 3D
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