La frattura nei materiali ceramici es Vetro Quasi

La frattura nei materiali ceramici (es. Vetro) Quasi tutti i ceramici sono soggetti a frattura fragile, che può essere innescata o velocizzata dalla presenza di micro cricche e difetti nel materiale (p. es. micro bolle nel processo di fusione del vetro per lenti) La resistenza alla frattura viene quantificata dalla tenacità a frattura Dove Y= parametro che dipende dalla geometria del campione e della cricca = sollecitazione applicata a=lunghezza della cricca Se K>K 0 del materiale (campione standard) si ha la frattura Materiali per l’ottica

La frattura nei materiali ceramici (es. Vetro) Una volta nucleata, una cricca si propaga accelerando fino a raggiungere una velocità limite (circa metà velocità del suono) oltre la quale comincia a biforcarsi. In una frattura su vetro si possono riconoscere le seguenti regioni, concentriche al punto di iniziazione della cricca (urto). Regione a specchio: vicina alla nucleazione, creata durante l’accelerazione della cricca. Tanto maggiore è la sollecitazione tanto più piccola la regione a specchio Regione rugosa: dovuta alla biforcazione della cricca originaria Regione a striature: rugosità microscopica allineata con la sorgente della cricca Materiali per l’ottica

Classificazione dei materiali: carico di rottura Materiali per l’ottica

Classificazione dei materiali: densità Materiali per l’ottica

POLIMERI Sintetici: plastiche, gomme, resine e adesivi, membrane… Naturali: cellulosa, lievito, seta, capelli, DNA, RNA…. Materia soffice ---- Materia dura (metalli, ceramiche, etc. ) Energia di interazione per unita’ di volume: E/a 3 dove a=distanza media Materia dura -> a=10 -10 m E= 10 -18 J E/a 3= 1012 J/m 3 Materia soffice -> a=10 -8 : 10 -6 m E= 10 -20 J E/a 3= 10 -2 : 104 J/m 3 Di conseguenza la materia soffice puo’ subire cambiamenti rilevanti di struttura anche intorno a T ambiente. STRUTTURA PRIMARIA (o chimica) STRUTTURA SECONDARIA Di solito la struttura primaria e’ una molecola che contiene C, H, O e Si.

Come le caratteristiche di un solido, cristallino o no sono determinate da: Struttura della molecola + forze intermolecolari e periodicita’ (per il cristallo), Cosi’, le caratteristiche della materia soffice dipendono da : Struttura della molecola di base + flessibilita’ della catena polimerica + interazioni tra catene + peso molecolare e sua distribuzione. <R 2> distanza quadratica media tra le due estremita’ Interazioni tra unita’ della catena = Legami chimici Interazioni tra catene: van der Waals, legami H, interazioni idrofobiche (1 ordine di grandezza più piccole dei legami chimici) … anisotropia.

Polimeri lineari: Polistirene, polietilene HD, polimetilmetacrilato, nylon, fluorocarburi, …. Polimeri ramificati: Polietilene LD Polimeri a legami incrociati (vulcanizzazione): gomme elastiche Polimeri reticolati: resine epossidiche, etc. Forze di van der Waals e legami H Meno compatti, quindi meno densi Legami incrociati covalenti, ottenuti durante la sintesi con successiva reazione irreversibile

Copolimeri a blocchi Polimeri a stella Polimeri a pennello Capitoli: 3

Proprieta’ meccaniche dei polimeri sforzo un polimero puo’ essere fragile o plastico a seconda della temperatura. Nell’arco di 60 C si puo’ passare da fragile a elastico fragile Yeld point plastic o elastomero deformazione

VISCOELASTICITA’ Comportamento intermedio tra quello di un solido elastico e quello di un liquido viscoso

carico deformazione elastica t deformazione viscoelastica risposta viscosa t σ(t) = Eε(t) + η dε(t)/dt t t

https: //youtu. be/tv. Rc 4 BAYtsk https: //youtu. be/Q 1 Vt. AXe. Mn 74