materials d’Ús tÈcnic....

MATERIALS TECNOLOGIA 1r ESO

Pàg. 1

MATERIALS D’ÚS TÈCNIC. PROPIETATS


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.


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,...


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


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).


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)


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.


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.


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.


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


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.


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


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?

materials d’Ús tÈcnic....

Documents