Metallurgia di Base - Flashcards

Queste flashcards coprono i concetti fondamentali di metallurgia, inclusi i legami atomici, i modelli atomici, le energie di legame e le strutture cristalline (C.C.C., C.F.C., E.C.) con i relativi calcoli di compattazione.

Da quali fattori dipendono le proprietà della materia?

Dipendono dalla struttura atomica, dai legami atomici (metallico, ionico, covalente) e dagli stati di aggregazione (solido, liquido, gas).

Quali sono i principali modelli atomici citati nel corso e i relativi anni?

Il modello a panettone di Thomson ($1904$), il modello planetario di Rutherford ($1911$) e il modello di Bohr ($1911$).

Come viene definita la forza netta $F_N$ tra due atomi?

$F_N = F_A + F_R$, dove $F_A$ rappresenta le forze attrattive tra elettroni e nuclei di atomi diversi e $F_R$ le forze repulsive tra cariche dello stesso segno.

Cosa rappresenta l'energia $E_0$ nel contesto delle energie di legame?

Rappresenta l'energia minima all'equilibrio ed è l'energia necessaria da fornire per allontanare completamente i due atomi portandoli all'infinito.

Qual è la formula per l'energia netta di legame $E_N$?

$E_N = E_A + E_R = -\frac{A}{r^m} + \frac{B}{r^n}$.

Quali proprietà macroscopiche derivano da un elevato valore di energia di legame $E_0$ in modulo?

Bassi coefficienti di dilatazione termica, elevate temperature di fusione ed un elevato modulo di Young.

Qual è il rapporto di forza approssimativo tra legami primari e secondari?

La forza dei legami secondari è solitamente un decimo ($1/10$) rispetto a quella dei legami primari.

Quali sono le caratteristiche principali del legame ionico?

Avviene tra un metallo e un non-metallo, comporta la formazione di anioni e cationi, è adirezionale, porta a strutture cristalline ordinate, materiali duri, fragili e con bassa conducibilità.

In cosa consiste il legame covalente?

Consiste nella condivisione di elettroni tra atomi adiacenti con simile elettronegatività. Il legame è direzionale lungo la congiungente degli atomi.

Cosa caratterizza il legame metallico e la sua conducibilità?

La formazione di una nube di elettroni di valenza che non sono legati a singoli atomi ma si muovono liberamente, rendendo i metalli ottimi conduttori termici ed elettrici.

Cosa determina le forze di Van der Waals?

La presenza di dipoli elettrici e la conseguente attrazione Coulombiana tra molecole.

Come viene definito un cristallo e la sua struttura cristallina?

Un cristallo è una struttura geometricamente regolare di atomi che si ripete nelle tre dimensioni. La struttura cristallina è la ripetizione della cella elementare.

Quali sono le caratteristiche del reticolo Cubico a Corpo Centrato (C.C.C.)?

Un atomo centrale circondato da $8$ atomi, $2$ atomi propri per cella ($1$ al centro + $1/8$ per vertice) e gli atomi sono tangenti lungo la diagonale del cubo.

Qual è la relazione tra il lato della cella $a$ e il raggio atomico $R$ nel reticolo C.C.C.?

$a\frac{\text{\tiny \textsf{V}}\text{3}}{} = 4R$ che implica $a = \frac{4R}{\text{\tiny \textsf{V}}\text{3}}$.

Qual è il fattore di compattazione atomica (APF) per la struttura C.C.C.?

$APF_{C.C.C.} \thickapprox 0,68$.

Quali sono le caratteristiche del reticolo Cubico a Facce Centrate (C.F.C.)?

Un atomo centrale circondato da $12$ atomi, $4$ atomi propri per cella e atomi tangenti lungo la diagonale della faccia del cubo.

Qual è la relazione tra lato $a$ e raggio $R$ nel reticolo C.F.C.?

$a\frac{\text{\tiny \textsf{V}}\text{2}}{} = 4R$ che implica $a = \frac{4R}{\text{\tiny \textsf{V}}\text{2}}$.

Qual è il fattore di compattazione atomica (APF) per la struttura C.F.C. e E.C.?

Entrambi hanno un $APF = 0,74$, che rappresenta l'impacchettamento più denso possibile per sfere rigide.

Quanti sono gli atomi propri nella cella Esagonale Compatta (E.C.)?

Sono $6$ atomi propri ($3$ interni + $1/2$ al centro delle facce + $1/6$ per ogni vertice).

In quali intervalli di temperatura il ferro (Fe) assume la struttura C.C.C.?

A temperature inferiori a $912 \text{ °C}$ e tra $1396 \text{ °C}$ e $1538 \text{ °C}$.

Cosa sono i siti interstiziali?

Sono spazi vuoti presenti tra gli atomi di una struttura cristallina dove possono posizionarsi atomi di dimensioni più piccole.

Qual è la dimensione del raggio $r$ della lacuna tetraedrica nel reticolo C.C.C.?

$r = 0,291R$ (per il ferro $r_{Fe} \thickapprox 0,036 \text{ nm}$).

Qual è la dimensione del raggio $r$ della lacuna ottaedrica nel reticolo C.F.C.?

$r = 0,414R$ (per il ferro $r_{Fe} \thickapprox 0,052 \text{ nm}$).