I metalli sono materiali fondamentali per la nostra società. Grazie a loro possiamo costruire oggetti robusti, resistenti e duraturi. Vediamo le loro proprietà, lavorazioni e principali impieghi.
I metalli sono elementi chimici che presentano alcune caratteristiche peculiari, come la capacità di condurre bene il calore e l'elettricità, la durezza e la resistenza meccanica. Queste proprietà li rendono materiali molto versatili e utilizzati in un'ampia gamma di applicazioni.
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| Metalli nella Tavola Periodica degli Elementi Chimici, Zanichelli, 2024. |
Per definizione il METALLO è un elemento chimico, estratto da minerale e quindi di origine naturale, che costituisce una delle tre categorie in cui sono suddivisi gli elementi della tavola periodica (le altre due categorie sono quelle dei semimetalli e dei non metalli). L'unico metallo a presentarsi in stato liquido a temperatura ambiente è il Mercurio (Hg). Il più comune è il Ferro (Fe) - quasi mai usato al 100% essendo interessato dal corrosivo fenomeno ossidativo comunemente denominato "ruggine" - sempre legato ad altri elementi chimici come il Carbonio (C) per dare vita, nell'altoforno, alla Ghisa (2,06<%C<4) dalla quale si ricava l'Acciaio (%C<2,06) soffiando Ossigeno (O₂) e quindi liberando parte del Carbonio sotto forma di CO₂. Acciai per usi particolari sono quelli da costruzione (es. Fe360 avente un carico di rottura a trazione di 360 N/mm²) o quelli anti-corrosivi (es. INOX 18-10 avente in lega il 18%Cr e 10%Ni). I metalli più comuni sono: Ferro (Fe) e le sue leghe col Carbonio, ossia Ghisa/Acciaio (Fe-C), il Rame (Cu) e le sue leghe Ottone (Cu-Zn) e Bronzo (Cu-Sn), l'Alluminio (Al) e sue leghe (con Cu, Zn, Mn, Si o Mg), il Nichel (Ni), il Piombo (Pb), lo Zinco (Zn), lo Stagno (Sn), il Tungsteno (W), il Molibdeno (Mo), il Magnesio (Mg), il Mangenese (Mn), il Cadmio (Cd), il Titanio (Ti), l'Oro (Au), l'Argento (Ag).
Proprietà dei metalli
Le proprietà dei metalli possono essere classificate in tre categorie, ognuna spiegata di seguito con la relativa mappa da cliccare:
- Chimico-Fisiche: riguardano le caratteristiche intrinseche del materiale, come la densità, il punto di fusione, la conducibilità elettrica e termica.
- Meccaniche: riguardano il comportamento del materiale quando viene sottoposto a forze, come la resistenza alla compressione, alla trazione e alla flessione.
- Tecnologiche: fusibilità, saldabilità, malleabilità, duttilità e temprabilità.
Le principali proprietà chimico-fisiche dei metalli sono:
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| 👉Chimico-Fisiche |
- Densità: i metalli hanno una densità elevata, ossia pesano molto rispetto al loro volume. Questa caratteristica li rende materiali adatti per la costruzione di oggetti che devono essere robusti e pesanti, come le automobili e le navi.
- Punto di fusione: i metalli hanno un punto di fusione elevato, ossia si sciolgono a temperature molto elevate. Questa caratteristica li rende materiali adatti per la costruzione di oggetti che devono resistere a temperature elevate, come le pentole e le piastre.
- Conduttività elettrica: i metalli sono ottimi conduttori di elettricità. Questa caratteristica li rende materiali adatti per la costruzione di cavi elettrici e altri componenti elettronici.
- Conduttività termica: i metalli sono ottimi conduttori di calore. Questa caratteristica li rende materiali adatti per la costruzione di utensili da cucina e altri oggetti che devono diffondere il calore in modo uniforme.
Le principali proprietà meccaniche dei metalli sono:
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| 👉Meccaniche |
- Resistenza alla compressione: i metalli hanno una buona resistenza alla compressione, ossia resistono bene alle forze che tendono a comprimere il materiale. Questa caratteristica li rende materiali adatti per la costruzione di oggetti che devono sostenere carichi pesanti, come le colonne e i pilastri.
- Resistenza alla trazione: i metalli hanno una buona resistenza alla trazione, ossia resistono bene alle forze che tendono a tirare il materiale. Questa caratteristica li rende materiali adatti per la costruzione di oggetti che devono resistere a forze di trazione, come gli aerei e le navi.
- Resistenza alla flessione: i metalli hanno una buona resistenza alla flessione, ossia resistono bene alle forze che tendono a piegare il materiale. Questa caratteristica li rende materiali adatti per la costruzione di oggetti che devono resistere a forze di flessione, come i ponti e le travi.
Le principali proprietà tecnologiche
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| 👉Tecnologiche |
I metalli possono essere lavorati in diversi modi per ottenere oggetti con forme e dimensioni diverse. Le principali lavorazioni dei metalli sono:
- Fusione: consiste nel fondere il metallo per poi versarlo in un apposito stampo. Questo metodo viene utilizzato per ottenere oggetti con forme complesse, come i gioielli e le statue.
- Forgiatura: consiste nel riscaldare il metallo e poi deformarlo a mano o con l'ausilio di utensili. Questo metodo viene utilizzato per ottenere oggetti robusti e resistenti, come gli utensili e le armi.
- Laminazione: consiste nel passare il metallo tra due cilindri rotanti. Questo metodo viene utilizzato per ottenere lamiere e lastre di metallo.
- Trafilatura: consiste nel far passare il metallo attraverso un foro di piccole dimensioni. Questo metodo viene utilizzato per ottenere fili e tubi di metallo.
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| 👉 Lavorazioni dei metalli |
Impieghi dei metalli
I metalli sono utilizzati in un'ampia gamma di applicazioni. I principali impieghi dei metalli sono:
- Costruzione: i metalli vengono utilizzati per la costruzione di edifici, ponti, strade e altre infrastrutture.
- Industria: i metalli vengono utilizzati nella produzione di macchinari, utensili e altri prodotti industriali.
- Elettricità: i metalli vengono utilizzati nella produzione di cavi elettrici, trasformatori e altri componenti elettronici.
- Medicina: i metalli vengono utilizzati nella produzione di protesi, strumenti chirurgici e altri dispositivi medici.
- Artigianato: i metalli vengono utilizzati nella produzione di gioielli, oggetti d'arte e altri manufatti.
Continua ad approfondire l'argomento leggendo un contestuale articolo di Geopop.
Spero con questo post di avervi incuriosito a continuare la lettura della mia pagina dedicata ai METALLI.
CURIOSITÀ
- Ricordiamo sempre che l'ACCIAIO INOX 18-10 ha un bassissimo residuo magnetico quindi possiamo facilmente riconoscere la sua autenticità tramite una semplice calamita: se essa viene attratta dal metallo allora possiamo affermare che non è un ACCIAIO INOX 18-10!
- Il materiale di cui è costituita l'armatura di IRON MAN è una lega di Titanio ed Oro (β-Ti3Au) composta per il 75%Ti e il 25%Au. Tale lega, sintetizzata a partire dalle indicazioni contenute nel terzo capitolo della serie cinematografica dedicata al supereroe, si è dimostrata particolarmente resistente, oltre 4 volte il Titanio puro e 3-4 volte l’Acciaio. Continua...
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