Ingegneria dei materiali

Fonte: Faisal Alamgir, School of Materials Science and Engineering, Georgia Institute of Technology, Atlanta, GA L'imaging di strutture microscopiche di materiali solidi e l'analisi dei componenti strutturali ripresi è nota come materialografia. Informazioni qualitative come, ad esempio, se c'è o meno porosità nel materiale, come appaiono le dimensioni e la distribuzione della forma dei grani o se c'è anisotropia nella microstruttura possono essere osservate direttamente. Vedremo nella Parte 2...

Fonte: Faisal Alamgir, School of Materials Science and Engineering, Georgia Institute of Technology, Atlanta, GA L'imaging di strutture microscopiche di materiali solidi e l'analisi dei componenti strutturali ripresi è nota come materialografia. Spesso, vorremmo quantificare la microstruttura tridimensionale interna di un materiale utilizzando solo le caratteristiche strutturali evidenziate da una superficie bidimensionale esposta. Mentre i metodi tomografici basati sui raggi X possono rivelare...

Fonte: Faisal Alamgir, School of Materials Science and Engineering, Georgia Institute of Technology, Atlanta, GA La spettroscopia fotoelettronica a raggi X (XPS) è una tecnica che misura la composizione elementare, la formula empirica, lo stato chimico e lo stato elettronico degli elementi che esistono all'interno di un materiale. Gli spettri XPS si ottengono irradiando un materiale con un fascio di raggi X mentre contemporaneamente misurano l'energia cinetica e il numero di elettroni che...

Fonte: Faisal Alamgir, School of Materials Science and Engineering, Georgia Institute of Technology, Atlanta, GA La diffrazione a raggi X (XRD) è una tecnica utilizzata nella scienza dei materiali per determinare la struttura atomica e molecolare di un materiale. Questo viene fatto irradiando un campione del materiale con raggi X incidenti e quindi misurando le intensità e gli angoli di diffusione dei raggi X che vengono dispersi dal materiale. L'intensità dei raggi X sparsi viene tracciata in...

Fonte: Sina Shahbazmohamadi e Peiman Shahbeigi-Roodposhti-Roodposhti, School of Engineering, Università del Connecticut, Storrs, CT Man mano che i microscopi elettronici diventano più complessi e ampiamente utilizzati nei laboratori di ricerca, diventa più necessario introdurre le loro capacità. Il fascio iondo focalizzato (FIB) è uno strumento che può essere impiegato per fabbricare, tagliare, analizzare e caratterizzare materiali su scala mico- e nano-scale in un'ampia varietà di campi dalla...

Fonte: Sina Shahbazmohamadi e Peiman Shahbeigi-Roodposhti-Roodposhti, School of Engineering, Università del Connecticut, Storrs, CT La fusione della zona di solidificazione direzionale è un processo metallurgico in cui viene fusa una regione ristretta di un cristallo (di solito sotto forma di barra). Il forno si muove lungo il campione a forma di asta, il che significa che la zona fusa viene spostata lungo il cristallo e la zona fusa viene spostata da un'estremità della barra all'altra. Questo...

Fonte: Danielle N. Beatty e Taylor D. Sparks,Dipartimento di Scienza e Ingegneria dei Materiali, Università dello Utah, Salt Lake City, UT La calorimetria differenziale a scansione (DSC) è una misura importante per caratterizzare le proprietà termiche dei materiali. Il DSC viene utilizzato principalmente per calcolare la quantità di calore immagazzinato in un materiale mentre si riscalda (capacità termica) e il calore assorbito o rilasciato durante reazioni chimiche o cambiamenti di fase.

Fonte: Elise S.D. Buki, Danielle N. Beatty e Taylor D. Sparks,Dipartimento di Scienza e Ingegneria dei Materiali, Università dello Utah, Salt Lake City, UT Il metodo del flash laser (LFA) è una tecnica utilizzata per misurare la diffusività termica, una proprietà specifica del materiale. La diffusività termica (α) è il rapporto tra la quantità di calore condotta rispetto alla quantità di calore immagazzinata in un materiale. È correlato alla conduttività termica ( ), quanto calore viene...

Fonte: Logan G. Kiefer, Andrew R. Falkowski e Taylor D. Sparks,Dipartimento di Scienza e Ingegneria dei Materiali, Università dello Utah, Salt Lake City, UT La galvanostegia è un processo che utilizza la corrente elettrica per ridurre i cationi metallici disciolti in modo che formino un rivestimento sottile su un elettrodo. Altre tecniche di deposizione a film sottile includono la deposizione chimica da vapore (CVD), il rivestimento spin, il rivestimento a immersione e la deposizione sputter,...

Fonte: J. Jacob Chavez, Ryan T. Davis e Taylor D. Sparks,Dipartimento di Scienza e Ingegneria dei Materiali, Università dello Utah, Salt Lake City, UT L'espansione termica è estremamente importante quando si considera quali materiali verranno utilizzati in sistemi che subiscono fluttuazioni di temperatura. Un'espansione termica alta o bassa in un materiale può o non può essere desiderabile, a seconda dell'applicazione. Ad esempio, in un comune termometro liquido, un materiale con un'elevata...

Fonte: Kara Ingraham, Jared McCutchen e Taylor D. Sparks,Dipartimento di Scienza e Ingegneria dei Materiali, Università dello Utah, Salt Lake City, UT La resistenza elettrica è la capacità di un elemento del circuito elettrico di resistere al flusso di elettricità. La resistenza è definita dalla legge di Ohm: (Equazione 1) Dove è la tensione ed è la corrente. La legge di Ohm è utile per determinare la resistenza dei resistori ideali. Tuttavia, molti elementi del circuito sono più complessi e...

Fonte: Sina Shahbazmohamadi e Peiman Shahbeigi-Roodposhti-Roodposhti, School of Engineering, Università del Connecticut, Storrs, CT Le ossa sono compositi, fatti di una matrice ceramica e rinforzi in fibra polimerica. La ceramica contribuisce alla resistenza alla compressione e il polimero fornisce resistenza alla trazione e alla flessione. Combinando materiali ceramici e polimerici in quantità diverse, il corpo può creare materiali unici su misura per un'applicazione specifica. Come ingegneri...

Fonte: Sina Shahbazmohamadi e Peiman Shahbeigi-Roodposhti-Roodposhti, School of Engineering, Università del Connecticut, Storrs, CT Le leghe con granulometria inferiore a 100 nm sono conosciute come leghe di nanocristallina. A causa delle loro proprietà fisiche e meccaniche migliorate, c'è una domanda sempre crescente di impiegarli in vari settori come semiconduttori, biosensori e aerospaziale. Per migliorare la lavorazione e l'applicazione delle leghe nanocristalline, è necessario sviluppare...

Fonte: Amber N. Barron, Ashlea Patterson e Taylor D. Sparks,Dipartimento di Scienza e Ingegneria dei Materiali, Università dello Utah, Salt Lake City, UT Gli idrogel sono una classe versatile di polimeri reticolati prodotti attraverso procedure relativamente semplici e con materiali generalmente poco costosi. Possono essere formati dalla soluzione e coinvolgere una spina dorsale polimerica formata da reagenti monomerici, un iniziatore che rende il polimero reattivo e una specie reticolante che...