Caratteristiche chimico-fisiche dei materiali

Le caratteristiche chimico-fisiche sono legate alla struttura interna dei materiali, indipendentemente dalla loro forma e dimensione. Le più importanti sono:

1. Peso specifico/densità

È la massa (in grammi) di un volume determinato (in cm3) di un materiale. Per esempio, l’oro ha una densità di 19,30 grammi per centimetro cubo (19,30 g/cm3), e l’alluminio di 2,70 g/cm3. Ogni materiale ha una determinata densità, grazie alla quale si possono fabbricare oggetti che, pur avendo la stessa forma e dimensione, hanno un peso molto inferiore, secondo il tipo di materiale utilizzato. Le biciclette di alluminio, per esempio, sono molto più leggere di quelle di acciaio; analogamente, le barche con lo scafo in fi bra sintetica sono molto meno pesanti di quelle, di pari dimensioni, con lo scafo in legno o metallo.

2. Temperatura di fusione

Indica la maggiore o minore facilità di un materiale a fondere per l’effetto del calore. La maggior parte dei materiali passano dallo stato solido a quello liquido per effetto del riscaldamento, ad una temperatura determinata che si definisce anche come punto di fusione. Ciò permette, nel caso di materiali metallici, di ottenere pezzi con la forma desiderata mediante uno stampo in cui si cola il materiale fuso, che si solidifi cherà con il raffreddamento. Con tale procedimento si ottengono le campane, i blocchi dei motori a scoppio, le ruote dei treni, i cerchioni delle automobili, ecc.

3. Conduttività termica

È la caratteristica che indica, a maggiore o minor grado, il passaggio del calore all’interno di un materiale. Esistono dei materiali denominati isolanti termici, come il legno, e altri denominati conduttori termici, come i metalli. Ad esempio, nella costruzione di molti oggetti da cucina, come padelle e pentole, bisogna tenere conto di questa proprietà. A seconda dell’oggetto e della sua destinazione d’uso, si dovranno utilizzare materiali che siano buoni conduttori termici, o al contrario buoni isolanti.

4. Conduttività elettrica

È la caratteristica che indica, a maggiore o minor grado, il passaggio della corrente elettrica all’interno di un materiale. Non tutti i materiali oppongono la stessa resistenza al passaggio della corrente elettrica: quelli che ne favoriscono il passaggio sono denominati conduttori, e quelli che oppongono grande resistenza sono invece isolanti. Nella fabbricazione di materiale e apparecchi elettrici è necessario verifi care che i materiali utilizzati siano buoni conduttori o buoni isolanti elettrici.

5. Dilatazione termica

È la proprietà di alcuni materiali di aumentare (o diminuire) le loro dimensioni per effetto del calore (o del freddo). Consultando apposite tabelle possiamo conoscere il coeffi ciente di dilatazione dei materiali. Questa proprietà è molto importante quando si scelgono i materiali per la costruzione di ponti e altre costruzioni metalliche.