MATERIALS D’ÚS TÈCNIC. PROPIETATS · 2015-05-28 · què s’han fabricat els objectes i les...
Transcript of MATERIALS D’ÚS TÈCNIC. PROPIETATS · 2015-05-28 · què s’han fabricat els objectes i les...
MATERIALS TECNOLOGIA 1r ESO
Pàg. 1
MATERIALS D’ÚS TÈCNIC. PROPIETATS
MATERIALS TECNOLOGIA 1r ESO
Pàg. 2
MATERIALS D’ÚS TÈCNIC 1.- INTRODUCCIÓ
Si mires al teu voltant i et preguntes amb quins materials estan fets els objectes
que veus, probablement torbaràs diverses respostes: de plàstic, de ferro de
vidre, de fusta... Aquesta classificació respon als grans grups de materials amb
què s’han fabricat els objectes i les construccions del nostre entorn.
MATERIALS: Són el resultat de la transformació de primeres matèries en
productes útils per a alguna funció: construcció d’objectes, fabricació de
màquines i aparells, edificació, etc.
2.- CLASSIFICACIÓ DELS MATERIALS Si atenem al seu origen, podem classificar els materials en naturals,
transformats i sintètics.
Els materials naturals són aquells que poder trobar directament en el
medi natural, i que serveixen com a matèria primera per obtenir el que
anomenam materials transformats. Aquests materials s’anomenen matèries
primeres o recursos naturals.
Els materials naturals poden ser renovables, és a dir, aquells que si s’exploten
de manera racional no hi ha perill d’esgotar-ne l’existència, com ara la fusta, el
cautxú, el cotó, etc., o no renovables, com ara els metalls, el carbó o el petroli
que, com ja coneixes, són recursos limitats.
Aquests materials, o també coneguts com a primeres matèries, poden ser
d’origen mineral, vegetal o animal.
MATERIALS TECNOLOGIA 1r ESO
Pàg. 3
ORIGEN DELS MATERIALS
MATÈRIES PRIMERES
OBTENCIÓ DE PRODUCTES
Petroli Combustibles, plàstics i medicaments
Roques, granits, marbres, pissarra, sorra, grava
Formigó,
Argila Ladrillos, rajoles, objectes de ceràmica
MINERALS
Minerals Ferro, alumini, coure, zinc, argent o mercuri.
Fusta Taulers, cartró i paper
Cotó i lli Fils i teixits, roba, tela.
cautxú Plàstics, pintures, pneumàtics.
VEGETALS
suro Taps, panells aïllants.
Llana i seda Fils i teixits, roba, tela.
ANIMALS
Cuir Sabates, bosses, cinturons, etc.
Els materials sintètics són els que s’obtenen mitjançant processos
artificials de transformació, com ara els plàstics, algunes fibres tèxtils, etcètera.
Els materials transformats són aquells que es fabriquen a partir de
primeres matèries o d’altres materials per tal d’aconseguir que posseeixin unes
propietats determinades i es facin utilitzables per a alguna funció.
Són molt més abundants que els naturals. Entre aquests materials trobem els
metalls, el vidre, el paper i el cartró, els plàstics i els materials ceràmics
Primera matèria Material transformat Fusta ....................................................... Taulons, llistons, paper,... Petroli ...................................................... Oli, combustible, parafina,... Minerals.................................................... Acer, coure, alumini,...
MATERIALS TECNOLOGIA 1r ESO
Pàg. 4
Per arribar a la construcció de productes podríem seguir el següent esquema:
Obtenció Transformació construcció o
fabricació
CLASSIFICACIÓ DELS MATEREIALS (segons el seu origen) Minerals Naturals Animals Vegetals MATERIALS (Segons els Transformats seu origen) Sintètics 3.- L’ELECCIÓ DELS MATERIALS Quan es fa el disseny d’un objecte o d’una màquina cal triar amb molt de
compte els materials amb els quals s’ha de fer.
La determinació dels materials no es fa de forma casual ni sense pensar, ja que
és molt important saber triar el material més adient en funció a les
característiques que ha de tenir l’objecte dissenyat.
A l’hora d’elegir un material ens fitxarem en:
Les propietats dels materials, que indiquen la capacitat del material per
respondre a les exigències de funcionament. Del material d’una sola de
sabates s’espera, per exemple, que sigui flexible i impermeable, o de
l’estructura d’una bicicleta, que sigui resistent i lleugera.
Les qualitats estètiques i sensorials, que estan relacionades amb les
sensacions al tacte, l’olor, el color, etc. Per exemple, els mobles de fusta
resulten més càlids que els de plàstic o metall.
NATURA
PRIMERES MATÈRIES
MATERIALS
OBJECTES I PRODUCTES
MATERIALS TECNOLOGIA 1r ESO
Pàg. 5
El preu i la disponibilitat del material. A vegades, la dificultat per
aconseguir un determinat material n’encareix el preu, tal com passa amb el
diamant o l’or.
Les possibilitats de fabricació que permet el material. Per exemple, es
pot fondre l’alumini i després omplir un motlle amb l’alumini fos per obtenir
peces complicades, però aquest procediment no es pot aplicar a la fusta.
El comportament ecològic dels materials és un factor
cada vegada més valorat, atès que hi ha una conscienciació més
gran pel que fa al respecte del medi ambient. Des d’aquest punt
de vista, és preferible emprar materials reciclats o que es puguin reciclar, com
ara el vidre i el paper. També és important conèixer fins a quin punt contamina
el seu procés d’obtenció.
ACTIVITATS 1.- Classifica els següents materials segons que es tracti de primeres matèries
o materials transformats:
acer, cotó, argila, bronze, cartró, granit, llana, llautó, fusta, marbre, paper,
petroli, pissarra, porcellana, porexpan, seda, vidre, mineral de ferro, tauler de
fusta aglomerada, xapa d’alumini, bobina de paper, llana verge.
2.- Indica l’origen de les primeres matèries següents:
oli d’oliva, aigua, carbó, cera, suro, os, plomes, resina, sílice.
3.- Mira al teu voltant, selecciona cinc objectes i enumera de quins materials
estan fets.
Indica també si es tracta de materials naturals o transformats. Segueix el
model:
- Objecte: bolígraf
- Materials: metall (transformat), plàstic (transformat) i tinta (transformat).
MATERIALS TECNOLOGIA 1r ESO
Pàg. 6
4.- PROPIETATS DELS MATERIALS
Les propietats dels materials són el conjunt de característiques que tenen
aquests i que permeten definir-los i diferenciar-los. Podem classificar les
propietats dels materials en físiques, tecnològiques i químiques. RESISTÈNCIA A LA TRACCIÓ
RESISTÈNCIA A LA COMPRESSIÓ
RESISTÈNCIA A LA FLEXIÓ
MECÀNIQUES RESISTÈNCIA AL TALL
DURESA
TENACITAT
ELASTICITAT
DENSITAT
PROPIETATS
FÍSIQUES ELÈCTRIQUES CONDUCTIVITAT ELÈCTRICA
CONDUCTIVITAT TÈRMICA
TÈRMIQUES DILATACIÓ
PUNT DE FUSIÓ
QUÍMIQUES OXIDACIÓ
MAL.LEABILITAT
TECNOLÒGIQUES DUCTILITAT
FUSIBILITAT/PUNT DE FUSIÓ
SOLDABILITAT
* PROPIETATS FÍSIQUES: descriuen el comportament d’un material quan és sotmès a
diferents agents com ara la calor, el corrent elèctric, la força de la gravetat, etc.
- MECÀNIQUES (resistència mecànica: a la tracció, a la compressió, a la flexió,
a la torsió, al tall; duresa; tenacitat; elasticitat; densitat)
- ELÈCTRIQUES (conductivitat elèctrica)
- TÈRMIQUES (conductivitat tèrmica, dilatació tèrmica, temperatura de fusió)
MATERIALS TECNOLOGIA 1r ESO
Pàg. 7
* PROPIETATS QUÍMIQUES: fa referència al comportament d’un material quan és sotmès
a agents químics o atmosfèrics:
- OXIDACIÓ
* PROPIETATS TECNOLÒGIQUES: fan referència al comportament dels materials quan
els treballen:
- MAL·LEABILITAT
- DUCTILITAT
- FUSIBILITAT / PUNT DE FUSIÓ
- SOLDABILITAT
Definició de cada una de les propietats: PROPIETATAS FÍSIQUES - Propietats mecàniques: La resistència mecànica és la capacitat que tenen els materials per suportar els següents
esforços sense trencar-se.
Resistència a la tracció (1): És la capacitat que tenen els materials per a suportar esforços
que tendeixen a estirar-lo. Per exemple els cables del pont.
Resistència a compressió (2): És la capacitat que tenen els materials per a suportar
esforços que tendeixen a aixafar-lo o comprimir-lo. Per exemple les columnes d’un porxo.
MATERIALS TECNOLOGIA 1r ESO
Pàg. 8
Resistència a flexió (3): És la capacitat que tenen els materials per a suportar esforços
que tendeixen a corbar-lo. Per exemple la bastida del següent dibuix.
Resistència a torsió (4): És la capacitat que tenen els materials per a suportar esforços
que tendeixen a tòrcer-lo. Per exemple la clau d’un pany.
Resistència al tall o cisallament (5): És la capacitat que tenen els materials per a
suportar esforços que tendeixen a tallar-lo. Per exemple les cantonades d’un engronxador.
MATERIALS TECNOLOGIA 1r ESO
Pàg. 9
Duresa: Els materials poden ser tous o durs en funció de si es deixen ratllar amb més
facilitat o menys per altres materials. Hi ha materials que es poden ratllar molt fàcilment
com per exemple, un llapis de cera, i d’altre molts durs, com el diamant.
Tenacitat: És la capacitat que tenen els materials d’aguantar els cops sense trencar-se,
com és el cas de la campana d’una església. En canvi, si un material en rebre un cop es
trenca amb facilitat, direm que és fràgil, com per exemple un objecte de ceràmica.
Elasticitat: És la capacitat que tenen els materials de que quan l’allargam torni a la seva
posició inicial en el moment que desapareix la força que el mantenia estirat. Per exemple
una goma elàstica.
Els materials que es comporten d’aquesta manera són elàstics. Al contrari, si féssim el
mateix amb la plastilina veuríem que en deixar d’aplicar l’esforç queda deformada, aquests
tipus de materials s’anomenen plàstics.
MATERIALS TECNOLOGIA 1r ESO
Pàg. 10
Densitat: Aquesta propietat ens indica si un material pesa més que un altre. La densitat és
la quantitat de massa que conté un material per unitat de volum. Ex: en general els metalls
són més densos que l’aigua, per això no suren sobre aquesta, mentre que les fustes solen
ser manco denses que l’aigua, per això suren sobre l’aigua, propietat que permet que
molts vaixells, canoes, ... es facin de fusta.
- Propietats elèctriques.
Conductivitat elèctrica: És la capacitat que té un material de transmetre el corrent elèctric
a través seu.
Mitjançant un senzill muntatge amb una pila, una bombeta i tres fils de coure, podrem
determinar si un material deixa passar el corrent elèctric o no.
Si la bombeta no s’il·lumina, Si la bombeta s’il·lumina, el el material no transmet corrent material transmet corrent elèctric elèctric, en aquest cas el material en aquest cas el material s’anomena aïllant elèctric. s’anomena conductor elèctric. - Propietats tèrmiques:
Conductivitat tèrmica: És la capacitat que té un material de transmetre poc o molt la calor
a través seu.
Alguna vegada, en agafar un objecte, et deu haver passat que et cremes, això indica el
material del que està format aquest objecte deixa passar la calor, n’hi ha d’altres, en canvi,
que no la transmeten amb la mateixa facilitat.
Els metalls són bons conductors de la calor. La fusta, el plàstic i els materials ceràmics són
aïllants tèrmics (no deixen passar la calor).
Dilatació tèrmica: És l’augment de volum que experimenten la major part dels materials
quan augmenta la seva temperatura. Quan això passa deim que el material es dilata. Un
exemple serien les vies del tren.
Temperatura de fusió: És la temperatura a la qual un material passa de l’estat sòlid a
l’estat líquid. En els metalls purs la fusió es produeix a una temperatura definida per a
MATERIALS TECNOLOGIA 1r ESO
Pàg. 11
cadascun dels materials, que s’anomena punt de fusió. En materials com el vidre o els
plàstics el canvi de sòlid a líquid es produeix en un interval de temperatura.
- PROPIETATS QUÍMIQUES: OXIDACIÓ:
-PROPIETATS TECNOLÒGIQUES: Mal·leabilitat És la facilitat que presenten alguns materials per estendre’s en làmines quan són
comprimits. Materials com ara els plàstics o el vidre en estat pastós, o fins i tot el ferro, són
fàcilment mal·leables. Un exemple de material laminat d’ús quotidià és el paper d’alumini.
Ductilitat És la capacitat d’alguns materials de transformar-se en fins quan són estirats. Els plàstics i
alguns metalls com l’or, l’alumini i el coure, són exemples de materials dúctils.
Fusibilitat. Punt de fusió. És la capacitat que tenen alguns materials de passar de l’estat sòlid a l’estat líquid quan
són sotmesos a una temperatura determinada. Per exemple, materials com el vidre, alguns
plàstics i els metalls són fusibles.
MATERIALS TECNOLOGIA 1r ESO
Pàg. 12
Soldabilitat És la facilitat dels materials per poder ser soldats. Els plàstic i alguns metalls com el coure,
el ferro, etc. són fàcilment soldables.
ACTIVITATS
1.- En les parts marcades dels projectes que es representen a continuació, indica a
quin tipus d’esforços han de ser resistents a: compressió, flexió, tracció o torsió.
2.- En la figura següent s’ha representat un portalampades.
Indica quines parts han de ser aïllants de corrent elèctric i
Quines han de ser conductores.
3.- Relaciona al teu quadern cada material amb la propietat més característica que
té.
Duresa Niló
Transparència Diamant
Elasticitat Goma escuma
Impermeabilitat Vidre
Conductivitat elèctrica Coure
MATERIALS TECNOLOGIA 1r ESO
Pàg. 13
4.- Indica quina és la propietat més característica dels objectes següents i explica per
què.
5.- Indica a quins esforços estan sotmeses les següents figures.
6.- Escriu el nom de tres materials...
a) Conductors de l’electricitat d) Fràgils
b) aïllants elèctrics e) Conductors de la calor
c) Elàstics f) Aïllants de la calor
7.- Els materials utilitzats en un paraigua solen ser:
- acer per a la barra i les barnilles
- Niló per a la tela de la coberta
- Plàstic o fusta per al mànec.
Quines propietats s’han tingut en compte de cadascun dels materials a l’hora
d’escollir-los?