Tema 4 ELS MATERIALS I LES SEVES PROPIETATS

Tema 4 ELS MATERIALS I LES SEVES PROPIETATS

PROPIETATS DELS MATERIALS

Les propietats dels materials defineixen les seves utilitats. Les seves utilitats els diferencien dels altres.

Hi ha dues classes de propietats les propietats extrínseques: depenen de fenòmens exteriors i s’observen exposant el material a l’acció d’un fenomen exterior, es consideren propietats extrínseques totes les propietats mecàniques.  I les propietats intrínseques: no depenen de fenòmens externs ni cal sotmetre-les a cap acció, es consideren propietats intrínseques les físiques, les químiques i les ecològiques.

PROPIETATS DELS MATERIALS

1 Propietats físiques

Les propietats físiques ens permeten determinar les característiques dels materials independentment de la seva forma, grandària o composició.

Les més importants són: 1.1 les mecàniques, 1.2 les tèrmiques, 1.3 la densitat 1.4 les elèctriques, 1.5 les magnètiques, 1.6 les òptiques, i 1.7 les acústiques.

1.1 Propietats mecàniques

Són les que ens permeten determinar el comportament dels materials quan són sotmesos a una força. Les més importants són: 1.1.1les tecnològiques, 1.1.2 la duresa, 1.1.3 la tenacitat, 1.1.4 l’elasticitat i 1.1.5 la resistència mecànica o fatiga.

1.1.1 Propietats tecnològiques

 Són les que descriuen el comportament dels materials quan els éssers humans els treballen. Les més importants són 1.1.1.1 La plasticitat. 1.1.1.2 la fusibilitat, 1.1.1.3 la soldabilitat.

1.1.1.1 Plasticitat:

És la propietat que tenen els materials de deformar−se permanentment sense trencar−se. D'aquesta propietat se' n deriven la mal·leabilitat i la ductilitat.

La mal·leabilitat és la propietat que tenen alguns materials de deformar−se permanentment en forma de làmines o planxes quan són sotmesos a una força de comprensió.

La ductilitat, en canvi, permet la deformació permanent en forma de fils quan alguns materials són sotmesos a una força de tracció.

1.1.1.2 Fusibilitat:

És la major o menor facilitat que tenen els materials per a fondre's (passar de l’estat sòlid al líquid) per l'efecte del calor.

1.1.1.3 Soldabilitat:

És la facilitat d’alguns materials per poder ser soldats.

1.1.2 Duresa:

És la capacitat de una substància sòlida per resistir deformació, ser ratllada o penetrada. (el contrari d’un material dur és un material tou).

1.1.3 Tenacitat i fragilitat:

La tenacitat és la propietat que tenen els materials de resistir esforços. La fragilitat: diem que un material és fràgil quan es trenca abans de deformar−se.

El vidre és un material fràgil, en canvi els metalls, determinats plàstics i les fustes tenen una gran tenacitat.

1.1.4 Elasticitat:

És la capacitat que tenen els materials de recuperar la forma original després de ser comprimits o estirats per una força externa.

1.1.5 Resistència mecànica:
És la capacitat que té un material de suportar un esforç sense trencar-se. 
Es consideren cinc tipus de resistències mecàniques: tracció, compressió, flexió, i torsió.

Esforç aplicat	Deformació produïda
Tracció	Allargament
Compressió	Aixafament
Flexió	Corbament
Torsió	Retorçament
Cisallament	Tall

1.1.6 Fatiga:

És el deteriorament progressiu dels metalls que acaben produint la seva ruptura. La fatiga es produeix quan s'aplica un esforç repetitiu al metall.

1.2 Propietats Tèrmiques:

1.2.1 Conductivitat tèrmica:

És la capacitat d’un material de propagar la calor.

1.2.2 Dilatació:

És una propietat que tenen alguns materials que augmenten de dimensions quan s’escalfen, és a dir, es fan una mica més grans. Diem que es dilaten.

1.2.3  Temperatura de fusió:

És la temperatura a la qual un material passa de l’estat sòlid a l’estat líquid.

1.3 Densitat:

La densitat es defineix com la relació que hi ha entre la massa (o el pes) i que ocupa (el volum). En ocasions es parla de densitat relativa que és la relació entre la densitat d'un cos i la densitat de l'aigua a 4ºC, que es pren com unitat. Com un centímetre cúbic d'aigua a 4ºC te una massa de 1g, la densitat relativa de la substància equival numèricament a la seva densitat expressada en grams per centímetre cúbic.

1.4 Conductivitat elèctrica:

És la propietat dels materials que facilita, en més o menys grau, el pas del corrent elèctric. No tots els materials oposen la mateixa resistència al pas del corrent elèctric. Així doncs, els que n'afavoreixen el pas s'anomenen conductors i els que oposen resistència aïllants. Semiconductors

Un semiconductor, és un material sòlid o líquid amb capacitat de conduir l'electricitat major que un aïllant, però pitjor que un metall.

1.5 Magnetisme:

És la capacitat que tenen certs materials de magnetitzar-se, és a dir, de ser atrets per un imant o de comportar-se com ell.

1.6 Òptiques:

Aquestes propietats es posen de manifest quant la llum incideix sobre els materials. Opacitat si no deixen passar la llum diem que són cossos opacs. Transparència: diem que un cos és transparent, quan deixa passar la llum i es pot distingir amb claredat els objectes de l’altre banda. I translucidesa un cos es translúcid deixa passar la llum però els objectes de l’altre costat no es veuen bé.

1.7 Acústics:

Determinen la resposta dels materials davant el so.

2 Químiques:

Són les que es refereixen al comportament d’un material quan el sotmetem a l’acció d’agents atmosfèrics o químics.

2.1 Oxidació:

És la capacitat amb la que un material s’oxida, és a dir, reacciona amb contacte de l’aire o de l’aigua.

3 Ecològiques:

Segons l’impacte que produeixen els materials en el medi ambient, es classifiquen en:

3.1 Reciclables:

Són els materials que es poden reciclar, aquests materials poden ser utilitzat per fabricar-ne un altre diferent.

3.2 Reutilitzable:

És pot tornar a utilitzar però solament pel mateix ús.

3.3 Tòxics:

Aquest materials son  nocius pel medi ambient, perquè poden resultar verinosos pels sers vius i contaminen l’aigua, el sòl i l’atmosfera.

3.4 Biodegradables:

Són els materials que la naturalesa triga poc temps en descompassar-los de forma natural amb altres substàncies.



 Tema 4               ELS MATERIALS I LES SEVES PRIPIETATS

ACTIVITATS

 1.- Digues quina utilitat té en tecnologia conèixer les propietats dels materials.
 2.- Quines diferències trobes entre les propietats físiques i les tecnològiques?
 3.- Indica el tipus d’esforç a què estan sotmeses les parts numerades dels
      següents objectes:



 4.- Tu saps com treballa una molla, probablement a l’interior del teu bolígrafs
      n’hi hagi una. Diries que és elàstica o flexible? Per què?
 5.- És correcte dir aquest objecte és molt dur perquè ha catgut a terra i no s’ha
      trencat?  Per què? Com s’hauria de dir?
 6.- Llegeix amb atenció les frases següents i indica si la paraula plàstic fa
       referència a la propietat de la plasticitat o si, en Canvi, es refereix als   
        materials que coneixem amb el nom de plàstics.
a)    Hem utilitzat un material plàstic perquè cal que tingui una forma complicada.
b)    El cotxe que em van regalar era de plàstic i pesava molt poc.
c)    Era de plàstic i per això es va cremar.
d)    Calia que fos plàstic, però es va trencar quan l’intentàvem treballar.
 7.- Si volem fabricar filferro, quina MENA de material farem servir: un material
       dúctil o un de mal•leable? I si volem fabricar llaunes de begudes.
 8.- De la relació d’objectes següents, quins et sembla que haurien de tenir conductivitat
      tèrmica elevada i quins no? Justifica la teva resposta.
      Maneta d’una porta, mànec d’una paella, paella, radiador de calefacció, volant d’un cotxe,
       cassola.
 9.- Com ho faries per saber si un material és magnètic o n? Busca quatre objectes que
      continguin imants i indica quina és la seva funció.
10.- Per què no és correcte dir que la fusta pesa menys que el plom?
11.- Quina és la diferència entre conductivitat elèctrica i conductivitat tèrmica?
12.- Explica la diferència que hi ha entre un material dur i un altre tenaç. És possible que un
       material sigui dur però que no sigui tenaç?. En cas afirmatiu posa’n un exemple.
13.- Quina és la propietat per qual podem canviar la forma d’alguns materials una vegada    
       fosos?  
14.- Què els passa als materials quan es dilaten?
15.- Quins dels materials següents es poden soldar i quins no? Ceràmica, fusta, coure, 
        plàstic.
 16.-

       a) Quin dels materials de la taula és el més pesant?
       b) Quin és el més lleuger?
       c) Quins suren a l’aigua? Quins no? Per què?
       d) Per què creus que no apareixen en aquesta taula les densitats de la porcellana i el 
           vidre.
       e) Calcula la densitat del ferro en g/cm3
17.- Tenim un tros de ferro i un altre de fusta de pi. Tots dos tenen el mateix volum: 58 cm3.
        a) Calcula la massa del tros de ferro.
        b) Calcula la massa del tros de fusta de pi.
        c) Quin dels dos pesa més.