biblio toscana

I materiali da costruzione sono tutti i materiali, naturali e artificiali, normalmente impiegati nel lavoro per realizzare costruzioni edilizie e opere d'ingegneria civile (strade, ponti, canali, dighe, gallerie). Esistono vari tipi di materiali da costruzione, siano naturali sia artificiali, a cui se ne sono aggiunti sempre di nuovi. Il numero di questi materiali, in passato relativamente limitato, va continuamente aumentando col progredire della tecnica, mentre allo stesso tempo si è avuta una differenziazione dei sistemi impiegati per la loro produzione. L'elevato numero di materiali da costruzione dipende dal fatto che ognuno di essi presenta delle particolari proprietà, che lo fanno preferire agli altri a seconda degli scopi per i quali deve essere utilizzato.

Il termine materiale fa riferimento alla specifica natura chimico-fisica di un corpo (quale può essere ad esempio un manufatto, un minerale o un tessuto vegetale o animale) alla quale sia possibile associare a livello macroscopico un insieme di proprietà fisiche e tecnologiche (ad esempio: densità, conducibilità termica).

I materiali superduri sono quelli caratterizzati da una durezza molto elevata superiore a quella del nitruro di boro cubico policristallino, cioè con durezza Vickers HV > 40 GPa (circa 9.5 su scala Mohs). Trovano largo impiego in svariate applicazioni, dagli utensili da taglio e levigatura ai rivestimenti con elevata resistenza all'usura. Il materiale naturale più duro è il diamante (HV = 70 ~ 150 GPa), usato in moltissime applicazioni industriali e tecnologiche per le sue proprietà uniche. Il diamante ha però il difetto di non essere resistente all'ossidazione ad alte temperature e di essere reattivo al contatto con metalli ferrosi. Si è quindi creata una richiesta di materiali superduri con caratteristiche simili al diamante in vari settori industriali: elettronica, elettrochimica, taglio e lavorazione di metalli duri e ceramica. Questo ha stimolato la ricerca di nuovi materiali che oltre alla durezza abbiano una stabilità termica e chimica maggiore del diamante. Ci sono tre approcci fondamentali per la preparazione di materiali superduri: l'utilizzo di materiali intrinsecamente superduri come il diamante, indurimento di film sottili attraverso il bombardamento ionico durante la loro preparazione con una deposizione fisica a vapore (PVD) o una chimica a plasma (P CVD), infine usando rivestimenti nanostrutturati come i super-reticoli e nanocompositi, infatti in questo modo si ottengono sistemi con durezze sensibilmente maggiori di quella ottenuta per mezzo della regola della miscela, secondo la quale la durezza è semplicemente la media pesata: H ( A a B b ) = a H ( A ) + b H ( B ) a + b {\displaystyle H(A_{a}B_{b})={\frac {aH(A)+bH(B)}{a+b}}}

La scienza dei materiali è una disciplina basata sulla chimica, sulla fisica e in parte sull'ingegneria, che tratta la progettazione, la produzione e l'uso di tutte le classi esistenti di materiali (tra cui i metalli, le ceramiche, i semiconduttori, i polimeri e i biomateriali) e l'interazione dei materiali con l'ambiente, la salute, l'economia e l'industria. Viene anche posta attenzione sull'utilizzo di metodiche analitiche, distruttive o non distruttive, di natura meccanica, chimica o fisica necessarie per lo studio delle proprietà dei materiali e per la determinazione della conformità relativa agli standard d'uso specifici.

Le materie plastiche sono materiali organici a elevato peso molecolare, cioè costituite da molecole con una catena molto lunga (macromolecole), che determinano in modo essenziale il quadro specifico delle caratteristiche dei materiali stessi.Possono essere costituite da polimeri puri o miscelati con additivi o cariche varie. Le plastiche caricate sono materiali compositi in cui la matrice è proprio il materiale plastico prescelto, all'interno del quale sono annegate fibre di carbonio, di vetro, di kevlar o anche di legno. I polimeri più comuni sono sintetici prodotti a partire da sostanze derivate dal petrolio, ma vi sono anche materie plastiche sviluppate partendo da altre fonti. La IUPAC (Unione internazionale di chimica pura e applicata) nel definire le materie plastiche come "materiali polimerici che possono contenere altre sostanze finalizzate a migliorarne le proprietà o ridurre i costi", raccomanda l'utilizzo del termine polimeri al posto di quello generico di plastiche.

La fisica (termine che deriva dal latino physica, "natura" a sua volta derivante dal greco (τὰ) φυσικά ((tà) physiká), "(le) cose naturali", nato da φύσις (phýsis), entrambi derivati dall'origine comune indoeuropea) è la scienza della natura nel senso più ampio. Nata con lo scopo di studiare i fenomeni naturali, ossia tutti gli eventi che possono essere descritti, ovvero quantificati o misurati, attraverso grandezze fisiche opportune, al fine di stabilire principi e leggi che regolano le interazioni tra le grandezze stesse e le loro variazioni, mediante astrazioni matematiche, quest'obiettivo è raggiunto attraverso l'applicazione rigorosa del metodo scientifico, il cui scopo ultimo è fornire uno schema semplificato, o modello, del fenomeno descritto: l'insieme di principi e leggi fisiche relative a una certa classe di fenomeni osservati definiscono una teoria fisica deduttiva, coerente e relativamente autoconsistente, costruita tipicamente a partire dall'induzione sperimentale.