Flashcards: Materials: estructura, propietats i assaigs

Totes les targetes del tema

Per fer-hi una ullada ràpida o repassar-les en paper.

1. 1. Què diferencia un material cristal·lí d'un d'amorf?

   En un cristal·lí els àtoms s'ordenen de manera regular i periòdica formant una xarxa cristal·lina (els metalls). En un amorf estan desordenats (el vidre, molts polímers), encara que semblin sòlids compactes.

2. 2. Què és una frontera de gra?

   La superfície que separa dos grans veïns d'un metall, és a dir, dos petits cristalls orientats a l'atzar. Les fronteres frenen el moviment de les dislocacions.

3. 3. Un metall de gra fi o el mateix metall de gra gruixut: quin és més resistent i per què?

   El de gra fi. Com més petits són els grans, més fronteres de gra hi ha, i les fronteres frenen les dislocacions: el metall és més dur i resistent.

4. 4. Per què un metall es pot deformar sense trencar-se i una ceràmica no?

   Per l'enllaç. Al metàl·lic, els plans d'àtoms poden lliscar i l'enllaç es refà. A la ceràmica l'enllaç és iònic o covalent i direccional: si un pla llisca, l'enllaç es trenca.

5. 5. Què és un material compost?

   Un material que combina dos materials diferents per aprofitar el millor de cadascun.

6. 6. Què és la duresa d'un material?

   La resistència a ser ratllat o penetrat.

7. 7. Què és la tenacitat i quina propietat n'és el contrari?

   L'energia que un material absorbeix abans de trencar-se: un material tenaç encaixa cops. El contrari és la fragilitat.

8. 8. Error típic: un material molt dur també és molt tenaç?

   No necessàriament. El vidre és molt dur i gens tenaç (és fràgil); el plom és tou i força tenaç. Duresa i tenacitat poden anar en direccions contràries.

9. 9. Què diferencia la ductilitat de la mal·leabilitat?

   La ductilitat és la capacitat de deformar-se molt sense trencar-se estirant-se en fils; la mal·leabilitat, la de laminar-se en làmines.

10. 10. Què diferencia una deformació elàstica d'una de plàstica?

    L'elàstica desapareix en deixar d'aplicar la força (una goma). La plàstica és permanent (un fil de plom doblegat). Passat el límit elàstic, la deformació ja és plàstica.

11. 11. Fórmula de la dilatació tèrmica lineal i significat dels símbols.

    $\Delta L = L_0 \cdot \alpha \cdot \Delta T$: $L_0$ és la longitud inicial, $\alpha$ el coeficient de dilatació lineal i $\Delta T$ la variació de temperatura.

12. 12. Per què als ponts i a les vies del tren es deixen juntes de dilatació?

    Perquè el metall s'allarga en escalfar-se. Les juntes deixen espai perquè la peça es dilati sense deformar-se ni generar tensions.

13. 13. Què és la conductivitat tèrmica i en quins materials és alta?

    La facilitat d'un material per transmetre la calor. És alta als metalls i baixa als aïllants.

14. 14. Fórmula de la tensió mecànica i unitat habitual.

    $\sigma = F/S$, força entre secció. Es mesura en MPa: $1\ \mathrm{MPa} = 1\ \mathrm{N/mm^2}$.

15. 15. Fórmula de la deformació unitària i unitats.

    $\varepsilon = \Delta L / L_0$, allargament entre longitud inicial. És adimensional; també es dona en tant per cent.

16. 16. Truc d'unitats per obtenir la tensió directament en MPa.

    Posa la força en N i la secció en $\mathrm{mm^2}$: la tensió surt en $\mathrm{N/mm^2}$, que són MPa. No barregis $\mathrm{m^2}$ amb $\mathrm{mm^2}$ ni N amb kN.

17. 17. Què és el mòdul de Young i què mesura?

    El pendent de la zona elàstica de la corba de tracció, $E = \sigma / \varepsilon$. Mesura la rigidesa del material. A l'acer val uns $210\ \mathrm{GPa}$.

18. 18. Què és el límit elàstic?

    La tensió màxima que el material suporta sense quedar deformat permanentment. A partir d'aquí comença la deformació plàstica.

19. 19. Què és la resistència a tracció?

    La tensió màxima que suporta el material en l'assaig de tracció: el punt més alt de la corba tensió-deformació.

20. 20. Error típic: quin valor és més gran, el límit elàstic o la resistència a tracció?

    La resistència a tracció sempre és igual o més gran que el límit elàstic: el límit elàstic marca on comença la deformació permanent, i la resistència és la tensió màxima de tota la corba.

21. 21. Què indica l'allargament de trencament?

    L'allargament total de la proveta, en tant per cent, quan es trenca. Indica la ductilitat del material.

22. 22. Què representa l'àrea sota la corba tensió-deformació?

    L'energia que absorbeix el material fins a trencar-se, és a dir, la tenacitat.

23. 23. Com funciona un assaig de duresa i quins mètodes hi ha?

    Es prem un penetrador sobre el material i es mesura l'empremta. Mètodes: Brinell (bola), Rockwell (con o bola, lectura directa) i Vickers (piràmide de diamant).

24. 24. Què mesura l'assaig Charpy i com es fa?

    La tenacitat. Un pèndol trenca d'un cop una proveta entallada i es mesura l'energia absorbida: com més energia, més tenaç és el material.