Materials

Els metalls són materials d'origen mineral als quals els ha estat aplicat un procés industrial de transformació.
Feu clic aquí per veure uns esquemes.

Propietats del metalls

- Resistència mecànica: Un material té resistència mecànica quan suporta forces sense deformar-se excessivament ni trencar-se.

- Tenacitat: Un material és tenaç quan suporta xocs o cops sense trencar-se, encara que es deformi.

- Plàsticitat: Un material és plàstic quan es pot deformar permanentment sense trencar-se. Dintre de la plasticitat podem observar dos tipus diferents:
   · La ductilitat, que permet donar-li a un material forma de fil sense que es trenqui
   · La mal·leabilitat per donar-li forma de làmina.

- Duresa: Un material és dur quan és difícil de ratllar o de penetrar amb un altre.

- Conductivitat tèrmica: Un material és conductor tèrmic quan facilita la propagació de la calor.

Metalls purs i aliatges

Els metalls purs estan formats per un sol element químic. Els aliatges són barreges d'un metall, anomenat «metall base», amb altres metalls o elements químics. Els aliatges es fan per obtenir materials amb millors propietats que els metalls purs.

Processos d'extracció dels metalls

Per obtenir els metalls primer cal extreure aquests minerals o roques de l'escorça terrestre. L'activitat tecnològica que se n'encarrega és la mineria.

Els metalls es troben a la natura combinats o mesclats amb altres substàncies químiques formant el que coneixem com minerals o roques. Els minerals aptes per obtenir metalls són aquells que contenen una gran proporció de metall en la seva composició. La part aprofitable s'anomena mena; la part del mineral que no conté metall i que, per tant, no és útil, s'anomena ganga.

Un cop extrets els minerals, cal triturar-los i rentar-los. Després cal sotmetre'ls a diferents processos per obtenir-ne el metall. L'activitat industrial per la qual s'obtenen els metalls a partir dels minerals s'anomena metal·lúrgia.

Cada metall té un procés d'obtenció diferent i particular però, en general, podem distingir les següents operacions:

 · Concentració de mineral. Consisteix a separar de forma mecànica la   major quantitat possible de la ganga que conté el mineral per obtenir-ne la mena. 

 · Reducció en un forn. Consisteix a fondre les menes per reduir (separar) el metall dels elements químics amb què es troba combinat. Aquest procés necessita molta energia ja que són necessàries temperatures molt elevades per fondre el metall i aconseguir que es torni líquid. En aquest procés també s'extreu la part de ganga que no s'ha pogut separar durant la concentració gràcies a l'acció dels productes químics que s'afegeixen. Aquesta separació de la ganga produeix un residu anomenat escòria.

· Afinament. Consisteix a treure les impureses que hagin pogut quedar després de fer els passos anteriors perquè el metall quedi el més pur possible.

Els productes metal·lúrgics obtinguts són transformats a les indústries del metall per convertir-los en objectes útils per satisfer les nostres necessitats.

Tipus de metalls

· Metalls purs: Alumini, coure, magnesi, estany...

· Aliatges: Acer, fosa, acer inoxidable, bronze, llautó, aliatges lleugers...

Aquests són alguns exemples d'objectes metàl·lics:

Les llaunes estàn fetes d'alumini, que és un metall pur.









Les canyeries de l'aigua i del gas estàn fetes de coure, que és un metall pur.







La majoria dels coberts estàn fets d'acer inoxidable, que és un aliatge d'alumini i acer.

Composició de les monedes:

: L'exterior és de coure-níquel i l'interior té tres capes: níquel-llautó, niquel, níquel- llautó.

: L'exterior és de llautó-níquel i l'interior té tres capes: coure-níquel, níquel, coure-níquel.

: Està feta d'or nórdic.

: Està feta d'or nórdic

: Està feta d'or nórdic.

: Està feta d'acer i recoberta de coure.



: Està feta d'acer i recoberta de coure.

: Està feta d'acer i recoberta de coure.

Plàstics

Hi ha 3 tipus de plàstics:
   · Els termoplàstics: es poden escalfar per estovar-los i poder canviar-los de forma tantes vegades com es vulgui sense que perdin propietats. Un exemple pot ser el polietilè de les ampolles de suavitzant per a la roba.

   · Els termostables: només se'ls pot donar forma un cop —en el mateix moment d'obtenir-los—. Si els tornem a aplicar calor, es degraden i perden les seves propietats. Un exemple pot ser els mànecs de les paelles que utilitzem per cuinar, que són de baquelita.

   · Els elastòmers: tenen un comportament molt elàstic. Es deformen mentre els estirem o xafem, però tornen a recuperar la forma anterior quan els deixem anar i retirem la força que els aplicàvem. Un exemple pot ser la licra dels vestits de bany ajustats.

Mètodes de conformació dels plàstics

·Emmotllat al buit: Una manera de donar forma a les plaques de PS és amb una emmotlladora al buit. Aquesta tècnica requereix la construcció prèvia d'un motlle amb fusta, amb argila o algun altre material fàcil de treballar. El motlle es posa en una màquina capaç de fer el buit i d'escalfar la placa de plàstic. Un cop escalfada la placa, es posa en marxa la bomba de buit, i el plàstic, gràcies a la pressió atmosfèrica, s'ajusta al motlle i n'adopta la forma. Evidentment, el motlle ha de tenir uns petits forats convenientment repartits per tota la superfície, per permetre la circulació de l'aire i la creació del buit.

·Extrusió: Amb l'extrusió s'obtenen objectes amb forma allargada i amb una secció uniforme, com ara fils, cables, tubs o perfils amb seccions més complexes. L'extrusora consisteix en una tremuja que condueix el granulat plàstic fins a un cargol sense fi que, tot girant, el va empenyent fins a l'extrem on està situada la filera. Pel camí es va escalfant fins que es fon gràcies a l'acció d'unes resistències elèctriques. La filera és una peça que té un forat amb la forma de la secció que volem donar al producte. Quan surt a l'exterior, ja ha adquirit la forma que li ha donat la filera i només cal refredar-lo perquè la conservi. Segons el tipus de plàstic o de producte obtingut, s'enrotlla o es talla en peces de la llargada desitjada.

·Insuflació d'aire a pressió: Si les peces que volem obtenir són recipients amb un broc estret, com ara les ampolles, caldrà combinar l'extrusora amb un motlle i aplicar aire a pressió. Es tracta d'un emmotllament per insuflació d'aire a pressió. El tub que surt de l'extrusora es tanca dins un motlle partit i s'introdueix aire a pressió, perquè les parets del tub s'adaptin al motlle i n'agafin la forma. Finalment, s'obre el motlle, es talla l'objecte per la part superior i es torna a iniciar el procés de conformació d'una nova peça.

·Injecció: L'obtenció d'objectes de plàstic per injecció és molt similar a l'extrusora. El plàstic que surt per l'extrem no passa per una filera, sinó que és introduït a pressió, gràcies a un mecanisme pneumàtic, a l'interior d'un motlle. Un cop s'ha refredat convenientment el plàstic s'obre el motlle, se n'extreu l'objecte i es torna a tancar per iniciar un nou procés. Infinitat de peces de plàstics de tota mena, com ara galledes, palanganes, etc., s'obtenen amb aquesta tècnica.