Propietats dels Materials, Acer i Coure: Guia Completa

Propietats dels materials

1. Quins tipus d'esforços mecànics hi ha?

• Tracció
• Compressió
• Flexió
• Torsió
• Cisalla

2. Quin és l'efecte del cisallament?

Produeix un tall net.

3. Quin és l'efecte de la compressió?

Provoca un escurçament o un vinclament.

4. Quins tipus de deformació pot experimentar un material?

Pot experimentar una deformació elàstica o plàstica.

5. Quina diferència hi ha entre la deformació elàstica i la plàstica?

La deformació plàstica és permanent, mentre que l'elàstica no ho és (el material recupera la seva forma original).

6. Què és la duresa?

És l'oposició d'un material a ser ratllat o penetrat.

7. De què depèn la duresa?

Depèn dels enllaços entre àtoms (els iònics i els covalents són els que donen més duresa).

8. Amb què es mesura la duresa?

Es mesura amb l'escala de Mohs.

9. Quin és el material més dur?

El diamant.

10. Què és la tenacitat?

És la resistència d'un material al xoc o al trencament instantani.

11. Quin és el contrari de tenaç?

Fràgil.

12. A quina propietat va associada normalment la duresa?

A la fragilitat.

13. Quins tipus de plasticitat hi ha?

La ductilitat i la mal·leabilitat.

14. Anomena dos materials mal·leables.

• Or (Au)
• Alumini (Al)
• Plastilina

15. Anomena dos materials dúctils.

• Coure (Cu)
• Acer
• Xiclet

16. Què és la conductivitat tèrmica?

És la capacitat d'un material de transmetre calor entre dos punts.

17. Entre quines temperatures es considera que el coeficient de dilatació tèrmica és constant?

Generalment, entre 20 °C i 100 °C.

18. Com s'anomena l'oposició al pas de càrregues elèctriques que presenta un objecte?

Resistència elèctrica.

19. I la resistivitat?

És l'oposició al pas de les càrregues elèctriques que ofereix un material per la seva naturalesa.

20. De què depèn la conductivitat elèctrica?

Depèn del tipus d'enllaç: els materials amb enllaç iònic solen ser aïllants, mentre que els d'enllaç metàl·lic són conductors.

21. Quin tipus d'enllaç tenen els semiconductors?

Tenen un enllaç covalent.

22. Com varia la conductivitat amb la temperatura?

• Metalls: a menys temperatura, més conductivitat.
• Semiconductors (covalents): a més temperatura, més conductivitat.

23. Què és un material paramagnètic?

És un material amb una permeabilitat magnètica lleugerament superior a la del buit (similar a la de l'aire).

24. Què es un material diamagnètic?

És un material amb una permeabilitat magnètica inferior a la del buit.

25. Què és un material ferromagnètic?

És un material amb una permeabilitat magnètica molt superior a la del buit.

26. Quins són els materials ferromagnètics principals?

El ferro (Fe), el cobalt (Co) i el níquel (Ni).

L'acer

50. Quina diferència hi ha entre els convertidors i els forns elèctrics en la producció d'acer?

El convertidor no utilitza una aportació externa de calor, només injecta oxigen pur per a la combustió. En canvi, el forn elèctric crema gas i fa servir sistemes elèctrics per fondre el material.

51. Quines característiques té l'acer obtingut mitjançant el forn elèctric?

És de pitjor qualitat que el de convertidor, però permet reutilitzar fins a un 70% de ferralla.

52. Com es poden variar les característiques del ferro i l'acer?

Es poden variar mitjançant aliatges i tractaments tèrmics.

El coure

65. Quina és la característica fonamental del coure?

La seva alta conductivitat elèctrica i tèrmica.

66. Quins són els principals minerals dels quals s'obté el coure?

• Sulfurs: Calcopirita i calcocita.
• Òxids: Cuprita.
• Carbonats: Malaquita.

67. Quan el contingut de coure en el mineral és baix, quina tècnica d'obtenció s'utilitza?

S'utilitza la via humida (hidrometal·lúrgia).

68. En què consisteix la via humida per obtenir coure?

Consisteix a triturar el mineral, dissoldre'l en àcid sulfúric, fer precipitar el sulfat de coure i, finalment, realitzar una afinació per electròlisi.

69. En què consisteix la via seca per obtenir coure?

El procés (pirometal·lúrgia) consisteix en:

1. Triturar el mineral i concentrar-lo per flotació (afegint aigua, aire i agents escumants).
2. Recollir l'escuma rica en coure i portar-la a un forn.
3. Eliminar impureses en forns successius fins a obtenir una puresa del 98,5%.
4. Realitzar un afinament tèrmic per arribar al 99,5% de puresa.
5. Finalitzar amb un afinament electrolític per assolir el 99,9% de puresa.

70. Anomena quatre característiques del coure.

És de color vermellós, tou, té una gran conductivitat, és dúctil, mal·leable i poc resistent als agents atmosfèrics.

71. Anomena els principals aliatges del coure.

• Llautó: Coure + Zinc (Zn)
• Bronze: Coure + Estany (Sn)
• Bronze d'alumini: Coure + Alumini (Al)

72. Quines característiques aporta el zinc als aliatges de coure (llautó)?

Millora les propietats mecàniques, la resistència a la corrosió i baixa el punt de fusió, fent-lo més apte per a l'emmotllament. No obstant això, empitjora la conductivitat elèctrica i tèrmica.

73. Quines característiques aporta l'estany als aliatges de coure (bronze)?

Millora les propietats de fusió i emmotllament, les propietats mecàniques i la resistència a la corrosió. Tanmateix, igual que el zinc, empitjora la conductivitat elèctrica i tèrmica.

74. Per què es fa servir més sovint el llautó que el bronze?

Perquè l'estany és molt més car que el zinc.

75. Quines són les principals aplicacions del coure?

S'utilitza principalment en la fabricació de cables elèctrics, canonades i calderes.