Treball de l'assignatura de Ciències pel Món contemporani (1r BAT)

1. MATERIALS I NOUS MATERIALSGrup 2:JORDI COSTEALEXIS ARRAZANNA SANTOLALLAMIQUEL BERNALGEORGINA ARROYO

2. METALLS I ALIATGESALEXIS ARRAZ ALMIRALL

3. METALLS I ALIATGESQuè són? – Són materials d’origen mineral que estan compostos d’un metall (material metàl·lic pur) o més elements metàl·lics (aliatge).Avantatges- Lluïssor metàl·lica, bon conductor elèctric i tèrmic. Molt dens.Classificació- Podem classificar-ho en dos grups: Líquids a temperatura ambient i sòlids.Característiques- Líquid a temperatura ambient: Molt dens, color plata, ex: Hg(mercuri) s’utilitza en termòmetres, baròmetres.Sòlid: Dos grups: Magnètics, color gris plata, de dur i tenaç fins a duríssim i fràgil. Els no magnètics els podem separar en dos grups, en color plata i altre altres colors.

4. ELS METALLS PURSQuè són? – Són aquells metalls que s’obtenen directament de la natura. Propietats- Tenen una gran duresa, es poden treballar en processos de foneria, són bons conductors de el calor i l’electricitat, la seva resistència mecànica permet emprar-los per a aplicacions estructurals i es poden reciclar amb facilitat.El coure és un metall de transició de color rogenc, que presenta una conductivitat elèctrica i tèrmica molt alta, només superada per la de la plata. En la majoria dels seus compostos presenta estats d'oxidació baixos. Bon conductor de l’electricitat. Fàcil de treballar, mal·leable, dúctil i tou. El coure és resistent a la corrosió i a l’oxidació. Ferro:És un metall mal·leable, tenaç, de color gris platejat i presenta propietats magnètiques; és ferromagnètic a temperatura ambient. Es troba en la naturalesa formant part de nombrosos minerals. Fonamentalment s'empra en la producció d'acers. És l'element més pesat que es produeix exotèrmicament per fusió, i el més lleuger que es produeix a través d'una fissió.L’alumini és un metall lleuger, tou però resistent i d'aspecte gris platejat. La seva densitat és aproximadament un terç de la de l'acer o del coure, és molt mal·leable i dúctil i apte per ser mecanitzat i per la fosa. Té característiques amfotèriques. L'alumini pur és tou i fràgil, però els seus aliatges amb petites quantitats presenten una gran varietat de característiques adequades a les més diverses aplicacions. La plata és un metall d'encunyar molt dúctil i mal·leable que presenta un brillantor blanca metàl·lica. Presenta la més alta conductivitat elèctrica de tots els metalls. És la plata pura la que té la conductivitat tèrmica més elevada. Els usos principals de la plata, són com a metall preciós. La plata és també àmpliament usada en fotografia.L'or és un element metàl·lic que exhibeix un color groc en brut. És considerat per alguns com l'element més bell de tots i és el metall més mal·leable i dúctil que es coneix. Té una gran densitat i és bon conductor de el calor i l’electricitat. Posseeix una resistència molt alta a la corrosió. L'or i els seus molts aliatges s'empren força en joieria, la fabricació de monedes.

5. ELS ALIATGESUn aliatge és una mescla homogènia de dos o més elements, dels quals com a mínim un ha de ser un metall. Els aliatges es formen generalment per la fusió dels seus components i posterior mescla conjunta en solidificar-se. Els aliatges se solen classificar en funció del metall que intervé.Aliatges ferris: L'acer és l'aliatge de ferro més conegut, sent aquest el seu ús més freqüent. Els aliatges ferris presenten una gran varietat de propietats mecàniques depenent de la seva composició o el tractament que s'hagi dut a terme. Acer baix en carboni. Són tous però dúctils. S'utilitzen en vehicles, canonades, etc. També hi ha els acers d'alta resistència i baix aliatge. Tenen una major resistència mecànica i poden ser treballats fàcilment. Acer mig en carboni. Per a millorar les seves propietats són tractats tèrmicament. Són més resistents que els acers baixos en carboni, però menys dúctils; s'empren en peces d'enginyeria que requereixen una alta resistència mecànica i al desgast. Acer alt en carboni. Són encara més resistents, però també menys dúctils. Aquests acers s'empren principalment en la fabricació d'eines. Aliatges no ferris:El bronze és qualsevol dels diferents aliatges composts sobretot per coure i estany. El bronze és més resistent i dur que qualsevol altre aliatge comú. Les propietats del bronze varien segons els seus components. El bronze modern s'utilitza en la foneria artística i en la fabricació d'instruments musicals. El llautó és un aliatge de coure i zinc. És més dur que el coure i és dúctil. Alguns tipus de llautó són mal·leables només en fred, altres només en calent, i alguns no ho són a cap temperatura. S’utilitza en serralleria i en la fabricació de vàlvules, cargols i femelles. Els duraluminis són un conjunt d'aliatges d'alumini, coure i magnesi. Presenta'n una elevada resistència mecànica a temperatura ambient, però, la seva resistència a la corrosió, soldabilitat són baixes. S'utilitzen a la industria aeronàutica i la de l'automòbil.El billó és un aliatge d'argent amb un contingut elevat de metalls no preciosos com el coure o, fins i tot, estany i zinc. S'ha utilitzat principalment per fer-ne monedes i medalles.

6. METAL·LÚRGIALa metal·lúrgia és la disciplina, dins del domini de la ciència de materials, que estudia el comportament dels elements metàl·lics, els compostos intermetàl·lics i els seus aliatges. També és la tecnologia dels metalls, la manera d'aplicar la ciència per a la seva utilització pràctica, la seva extracció, transformació i elaboració.La indústria de la metal·lúrgia tracta metalls com l'alumini, el crom, el coure, el ferro, el magnesi, el níquel, el titani o el zinc que son utilitzats principalment en aliatges. Un dels aliatges més importants és l'acer i s'hi han dedicat molts esforços per tal de comprendre les possibilitats de les combinacions de ferro i carboni, entre els que es troben l'acer, la fosa o el ferro dúctil, aquests aliatges són utilitzats quan el pes i la corrosió no són un problema. L'acer inoxidable o l'acer galvanitzat són utilitzats quan és important disposar d'una gran resistència a la corrosió. Els aliatges d'alumini i magnesi s'utilitzen en aplicacions que requereixen força i lleugeresa.

7. MATERIALS MINERALS NO METÀL·LICSANA SANTOLALLA

8. Materialsminerals no metàl·licsGrup molt heterogeni de materials. Els més importants són:CeràmicsConstruccióVidre1.MATERIALS CERÀMICSCeràmica: Relatiu o pertanyent a la fabricació d’objectes d’argila cuita. S’aplica,doncs,als objectes fabricats a partir de l’argila, una barreja de silicats.Obtenció de ceràmics:La fosa per revestiment :una suspensió de argila en agua se posa en un motlle. La unió en aquest punto es argila- agua.

9. Conformació plàstica a l’humit: s’efectua per a l’obtenció de plats.

10. Premsat amb pols seca: S’aconsegueix omplint un omplint-ho un encuny amb pols i després premsant.

11. Premsat en calent: Las avantatges són: major densitat i tamany més fi del gra.

12. Compactació isostàtica: És una manera molt especial de premsar pols en un fluït compressible .El premsat pot ser en calent o en fred.Composició i aplicació:Tots tenen una base d’argila. Segons amb quin material es barregi, obtenim diferents materials ceràmics:http://74.125.77.132/search?q=cache:kPYDYxxjXRkJ:platea.pntic.mec.es/~msanch2/tecnoweb/recursos/pp0304/ceramico.ppt+materiales+ceramicos&cd=14&hl es&ct=clnk&gl=esAplicacions més genèriques:Ús estructural, terrisseria i fabricació d’objectes i refractaris.Classificació:Poden classificar-se segons molts criteris:Naturalesa de l'argila emprada, de la temperatura i de les tècniques de cocció a les quals ha estat sotmès: (Materials ceràmics porosos i materials ceràmics impermeables.)La seva capacitat d'absorció d'aigua: (porcellana, gres ceràmic, semigres ceràmic, i llosa porosa). Avantatges: Molt resistents a les altes temperatures i a l’acció de la major part dels agents químics.Inconvenients: Fràgils i es trenquen sota tensió. Extra: http://www.youtube.com/watch?v=NNQTmyPL9rQ

13. Materials de construccióDestaquen els ciments i en menor proporció: àrids.Ciment: Conglomerant que, barrejat amb aigua i agregats minerals petris, com la grava o la sorra, formen una barreja pastosa, la qual s’endureix i adquireix rigidesa en assecar-se. Formigó: barreja uniforme, mal·leable i plàstica que farga i s'endureix al reaccionar amb l'aigua, adquirint consistència pètria.( Formigó d’un tipus específic segons el ciment utilitzat i la substància emprada.)Procés de fabricació:quatre etapes principals: Extracció i molta de la matèria primera Homogeneïtzació de la matèria primera (per via humida o per via seca )Producció del Clinker Molta de ciment.Tipus de ciment segons la composició:D'origen argilenc: obtinguts a partir d'argila i pedra calcària

14. D'origen putzolànic: la putzolana del ciment pot ser d'origen orgànic o volcànic.Propietats:Molt rígid, sensible a l'acció de l'aigua i de la humitat, pot emmagatzemar-se durant anys( evitant la humitat).Tipus de ciment : http://es.wikipedia.org/wiki/Cemento#Cementos_portland_especialesÀrids: Materials fragmentaris obtinguts de minerals petris, com la grava i la sorra que s’utilitzen per a l’elaboració del morter i com a material de farciment per estructures.El vidreDefinició i característiques:Substància amorfa, transparent o translúcida, dura i trencadissa quan és freda, però pastosa i plàstica a temperatures elevades, resistent a l’acció química de la majoria de substàncies, feta fonent una mescla de sílice i carbonat de sodi o de potassi amb petites quantitats d’altres bases, i a la qual es poden donar diferents coloracions mitjançant l’addició d’òxids metàl·lics.Procés d'obtenció:Els primers materials per obtenir el vidre són potassi, silici i calcària. Barrejar les matèries primeres, en la proporció adequada. S'hi afegeix vidre ja usat i esmicolat i s'introdueix tot al forn a 1500 graus on les matèries primeres es fonen i es tornen líquides.Quan la massa es refreda, es torna sòlida, i té les qualitats del vidre. Tècniques donar forma al vidre : El bufat, el premsat,el laminat, el colat i l’estirat(quan es fos) i el tallat (quan és fred).Aplicacions & (característiques): recipients, instruments de laboratori( resistència d’agents químics); aïllant( escassa cond. elèctrica), portes i finestres(…)(versalitat del vidre); vitroceràmica en cuines i com a revestiment refractari (més aïllant que el vidre ordinari).Reciclatge i reutilització del vidre: http://ca.wikipedia.org/wiki/Vidre#Proc.C3.A9s_d.27obtenci.C3.B3Estat vitri: Aquests cossos es caracteritzen per presentar un aspecte sòlid amb certa duresa i rigidesa i que davant d'esforços externs moderats es deformen de manera generalment elàstica. El vidre es refreda fins a solidificar-se sense cristal·litzar-se.MATERIALS D’ORIGEN BIOLÒGICGEORGINA ARROYO

15. 4. Materialsd’origenbiològic4.1 Origen vegetal EL PAPER: Material orgànic d’origen xinès. Format per fibres de cel·lulosa. Característiques: -En forma de làmina -Resistent a la tracció -Poc dens -Poc elàstic -Tou -Aïllant elèctric. -Procés d’obtenció: A partir de la transformació de primeres matèries vegetals. LA FUSTA: És un material amb una estructura complexa i no homogènia. Característiques: -Poc dens -Fàcil d’obtenir i de treballar -Dur -Aïllant -Flexible -Impermeable -Reciclable -Molt resistentProcés d’obtenció: Tala: Explotació amb serres mecàniques. Poda: Es tallen les branques. Transport: Es traslladen els troncs a zones de fàcil accés. Escurçament: Es fa en la cadena de corrons, té lloc en la serradora. Trossejament: Els troncs es tallen en trossos amb serres circulars. Assecatge: La fusta s’asseca segons el tipus i ús posterior. Planejament: S’eliminen les irregularitats i es dona un bon acaba a la fusta.

16. -LES FIBRES TÈXTILS: Cotó: És una excrescència unicel ·lular de cel·lulosa que cobreix les llavors del cotoner planta de la família de les malvàcies i del gènere Gossypium. Productes obtinguts a partir del cotó: -Fibres per a peces de vestir -Pólvora -Bitllet del Euro i dòlar -Combustible per a coets -Cel·lulosa per a cosmètics -Oli i sabó Lli: És una fibra que s’extrau de la planta del lli. Característiques: -Suau al tacte -Resistent -Conductor tèrmic -Tejido fresco -Color blanc, ros, torrat o gris clar -Resistència al trencament -Capacitat per absorbir aigua -Bona conductora de el calor Jute: És una planta conreada de la família Malvaceae que s'utilitza per la seva fibra. Característiques: -Fàcil de tenyir -Absorbeix la humitat -Es pot tenyir amb facilitat -Tacte aspre Cànem: Les seves fibres s’obtenen de l’escorça de les tiges de la planta(gran resistència). Productes obtinguts a partir del cànem: - Teixits bastos -Llavors i olis rics en greixos i proteïnes - Cordes - Cel·lulosa per a paper - Lones per a fabricar veles i sacs - Materials aïllants, peces plàstiques i tèxtils per a automòbils.

17. 4.2 Origen animalLLANA: És una fibra natural obtinguda a partir del pèl d'alguns animals. Generalment de l’ovella, llama, l’alpaca i la vicunya.Característiques:-Bon aïllant tèrmic -Dimensional -Bona estabilitat dimensional -Lleuger -Gran poder absorbent -Gran capacitat de recuperacióSEDA: És una fibra tèxtil natural. El seu filament de la seda prové d'unesProteïnes (fibroïna i sericina) segregades per les glàndules salivals del cuc de seda, és a dir, l'eruga de la papallona de la seda i alguns artròpodes.Característiques:-Fort -Tacte agradable -Lleuger -Fixa bé los coloresCUIR: És la pell dels animals quan ha estat adobada per tal de garantir-ne la conservació i lescaracterístiques pròpies del producte.Característiques: -Higroscòpic -Aïllant de la calor -Conductor de l’electricitat -Resistència a la tracció -Transpirable - Resistència a l’estrip -Modelable -Resistència al foc

18. ELS POLÍMERSMIQUEL BERNAL

19. POLÍMERS NATURALSExemples: proteïnes, àcids nucleics, lignina, cel·lulosa, quitina i cautxú.El més utilitzat és la cel·lulosa. Es troba a la paret de les cèl·lules vegetals. Estructura rígida, llargues cadenes. Composta per glucoses unides per enllaços 14,β.POLÍMERS ARTIFICIALSPrincipals: nitrocel·lulosa, raió i cautxú vulcanitzat.Nitrocel·lulosa: s’obté mitjançant el tractament de la cel·lulosa amb àcid nítric. Fabricació d’explosius, pintures, tints i vernissos. Raió: Conegut com seda artificial, llana artificial i viscosa. Polímers de cel·lulosa molt flexible. La fibra de cel·lulosa se sotmet a un bany alcalí i després es renta amb àcid. Diferents tipus.Cautxú vulcanitzat: barreja de cautxú i sofre escalfada. Polímer molt elàstic i molt resistent a les altes temperatures i el desgast. Fabricació de pneumàtics, soles de sabates i teixits i revestiments impermeables.

20. POLÍMERS SINTÈTICS Derivats del petroli. Aïllants de l’electricitat i de el calor. Se’ls pot donar forma amb facilitat. Exemples: Niló: Llargues cadenes de monòmers units per enllaços de tipus amida. Fibres lleugeres i resistents. Es dissolen en àcids i tenen un comportament termoplàstic. Substitut de la seda i el raió.Poliestirens: Grup de termoplàstics que es poden presentar de tres formes: poliestirè antixoc, el cristall i l’expandit.Polièsters: Polímers amb enllaços de tipus èster. PET (politereftalat d’etilè), transparent, resistent al desgast físic, estable davant dels agents químics i es pot reciclar. Fabricació d’envasos alimentaris. Poliuretà: Condensació de polièsters. Estructura amb bombolles de gas. Densitat molt baixa i gran capacitat aïllant. Revestiments, farcits i segellats.PVC (policlorur de vinil): Polímer termoplàstic amb dues varietats: rígida, que s’utilitza en la construcció, i flexible, per a cables i revestiments.Polietilè: S’obté de l’etilè en forma de llargues cadenes lineals. Lleuger i químicament estable, impermeable i fàcil de modelar i de reciclar.Metacrilat: Gran rigidesa i transparència. S’empra com a substitut del vidre, a què supera en resistència i lleugeresa. Es modela en calent i es pot tallar i polir en fred. Fabricació de mobles, elements òptics, cartells i objectes de decoració.

21. PRODUCTES DE NOVES TECNOLOGIESJORDI COSTE PRADAS

22. NOUS MATERIALS ELÈCTRICS Semiconductors : són materials que tenen resistència al pas de l’electricitat depèn de diversos factors. Les seves propietats electròniques es poden controlar afegint-los impureses. Aquestes s'anomenen dopants, i afegeixen electrons o forats addicionals. Semiconductors intrínsecs: és aquell prou pur perquè les impureses no afectin apreciablement el seu comportament elèctric.

23. Semiconductors extrínsecs: és aquell que ha estat modificat mitjançant l'addició d'impureses. Un semiconductor amb electrons de més es diu del tipus N, mentre que el que té forats addicionals és anomenat del tipus P.Supraconductor: La superconductivitat és la capacitat intrínseca que posseeixen certs materials per conduir el corrent elèctric amb resistència nul·la en determinades condicions. La superconductivitat es dóna per sota d'una determinada temperatura; no obstant això, no és suficient amb refredar el material, també és necessari no excedir un corrent crític ni un camp magnètic crític per poder mantenir l'estat superconductor.Piezoelèctrics: La piezoelectricitat és la capacitat de certs cristalls de generar una diferència de potencial quan se'ls sotmet a una deformació mecànica. L'efecte piezoelèctric és reversible: els cristalls piezoelèctrics es poden deformar quan se'ls aplica una diferència de potencial externa; la deformació resultant és, però, molt petita, d' aproximadament un 0,1% de les dimensions originals.

24. NANOTECNOLOGIALa nanotecnologia engloba aquells camps de la ciència i de la tècnica aplicades als materials a dimensions molt reduïdes (mil milionèsimes) de metre). En l’actualitat s’ha aconseguit fabricar materials a escala manomètrica (com els nanotubs) però es tracta d’èxits en fase experimental.NanotubsDestaquen entre els nanomaterials. Estructures tubulars amb diàmetres de pocs nm, fets de carboni. Destaquen el seu comportament elèctric semiconductor i superconductor, i una enorme resistència mecànica a la tensió que supera la de l’acer. Conté una gran capacitat per a conduir la calor, g`gràcies a aquestes característiques s’espera que puguin emprar-se per fabricar components i enllaços electrònics més eficaços i reduïts.Propietats:Son les estructures de major resistència, Tot i que la seva densitat es sis vegades menor a la del acer.

25. Poden transportat enormes quantitats d’electricitat sense fondre’s.

26. Gran elasticitat. Recuperen la seva forma després de ser doblegades en grans angles.Producció mitjançant:Ablació làser (alta puresa poca quantitat).