Tipus materials 02

MATÈRIA: tot allò que ocupa un lloc a l’espai, que té massa i volum.

A partir de les PRIMERES MATÈRIES i utilitzant diversos PROCESSOS DE TRANSFORMACIÓ s'obtenen els diferents MATERIALS. A partir dels diferents MATERIALS i mitjançant un PROCÉS DE FABRICACIÓ O D'ELABORACIÓ s'obtenen els PRODUCTES que consumim habitualment.

MATÈRIA PRIMERA PROCÉS DE TRANSFORMACIÓ MATERIAL PROCÉS DE FABRICACIÓ PRODUCTE FINAL

TIPUS DE MATERIALS SEGONS L’ORIGEN

NATURALS Són aquells que s'obtenen directament de les primeres matèries

TRANSFORMATS

Són aquells que es fabriquen a partir d'altres materials per tal d'aconseguir que posseeixen unes

noves propietats

SINTÈTICS

Son aquells materials que s’obtenen per procediments industrials i que reprodueix les propietats d’un natural

RENOVABLES Son els recursos naturals que es poden restaurar a

una velocitat superior a la del consum humà

NO RENOVABLES Son els recursos naturals que NO es poden restaurar a

una velocitat superior a la del consum humà FUSTA

MASSISSA ALGUNS METALLS

OR, PLATA,COURE, MERCURI, URANI FUSTES TRANSFORMADES: TAULERS DE FIBRES /

PARTÍCULES CONTRA-‐XAPATS PLÀSTICS O POLÍMERS

COTÓ / CÀNEM / LLI PETROLI METALLS FIBRES TÈXTILS LLANA / SEDA CERÀMIQUES

4 IDEES... Les FIBRES TÈXTILS estan formades per uns FILAMENTS molt prims i llargs. La seva principal aplicació és la FILATURA ( elaboració de fils) i el posterior TISSATGE ( elaboració de teixits) per la confecció de roba.

PROPIETATS COMUNES -‐Resistència a la tracció (estirar) -‐Elasticitat -‐Higroscopicitat (absorbeixen la humitat) -‐Aïllament tèrmic -‐Suavitat al tacte

PRINCIPALS TIPUS DE MATERIALS TÈXTILS OBTENCIÓ: PRODUCCIÓ:

FILATURA / TISSATGE INDÚSTRIA TÈXTIL

TÍPUS PROPIETATS USOS IMATGES USOS I A L’ESCOLA? I A CASA?

ANIMALS

VEGETALS

DERIVATS PETROLI

NATURALS

D’ORÍGEN ANIMAL (PROTEÏNES) -‐LLANA -‐SEDA

MANTES CATIFES JERSEIS

D’ORÍGEN VEGETAL (CEL·∙LULOSA) -‐COTÓ -‐LLI -‐COCO -‐CÀNEM -‐ESPART

ROBA PARAMENT LLAR COTÓ MÈDIC CORDES AÏLLANTS TÈRMICS AÏLLANTS ACÚSTICS

FIBRES SINTÈTIQUES (POLÍMERS)

-‐POLIESTER -‐NILÓ (POLIAMIDES) -‐ACRÍLIQUES -‐POLIURETANS

BOLQUERS BATES HOSPITAL FILTRES ASPIRADORS… GEOTEXTILS ROBA PARAMENT LLAR AÏLLANTS TÈRMICS AÏLLANTS ACÚSTICS

4 IDEES... PLÀSTIC és el nom popular i POLÍMER és el nom tècnic. Els plàstics són uns materials molt nous. Els primers descobriments són de finals del s XIX i els primers usos industrials i comercials de principis del s XX. Els polímers són uns materials d'origen orgànic, alguns es poden obtenir de materials naturals com la cel·∙lulosa i el catxú, però la majoria s'obtenen del PETROLI com el Polietilè, PVC, Poliestirè.... Els plàstics i les resines són polímers orgànics, ja que tots són macromolècules formades per àtoms de carboni, hidrogen i oxigen.

PROPIETAT COMUNES DELS POLÍMERS O PLÀSTICS -‐ Facilitat fabricació de peces: ECONÒMICS -‐ Bons aïllants tèrmics i elèctrics. -‐ Alta resistència als agents atmosfèrics.

-‐ Són lleugers (la densitat sol ser baixa) -‐ La duresa és molt variable encara que sol ser baixa. -‐ A temperatures altes són dúctils i mal·∙leable / A temperatures baixes són rígids i fràgils.

RECICLATGE DELS PLÀSTICS El principal problema dels plàstics és que al convertir-‐se en residu no són absorbits per la natura i resten inalterables durant molts anys. Davant aquest problema la solució és el reciclat. Els envasos de plàstic es poden reciclar per a la fabricació de bosses de plàstic, mobiliari urbà, senyalització... o bé per a l'obtenció de nous envasos d'ús no alimentari (lleixius, detergents...).

PRINCIPALS TIPUS DE POLÍMERS O PLÀSTICS OBTENCIÓ: PETROLI PRODUCCIÓ: INDÚSTRIA

PETROQUÍMICA /PLÀSTICS TÍPUS PROPIETATS USOS IMATGES USOS I A L’ESCOLA?

I A CASA?

TERMOPLÀSTICS

TEREFLAT DE POLIPROPILÈ

-‐ Resistència a la tracció, la torsió, la fatiga -‐ Resistent als olis, àcids i dissolvents -‐ Resistents a la radiació ultraviolada

ENVASOS DE: -‐BEGUDES GASOSES -‐SUCS -‐XAROPS -‐OLIS -‐SAFATES SÚPERMERCAT

POLIETILÈ ALTA DENSITAT

-‐ Resistent a productes químics -‐ Bona resistència mecànica -‐ Econòmic

ENVASOS DE: -‐LLET -‐DETEGENTS, XAMPUS -‐PRODUCTES QUÍMICS -‐TAPS AMPOLLES

CLORUR DE POLIVINIL

-‐ Poc estable a les temperatures -‐ Poc estable a la llum. -‐ Resistent als àcids i àlcalis

-‐CANONADES D’AIGUA -‐DESGUASSOS -‐MANGUERES, CABLES -‐PERFILS FINESTRES -‐PAVIMENTS

POLIETILÈ BAIXA DENSITAT

-‐ Flexible -‐ Bon aïllant elèctric -‐ Econòmic

-‐BOSSES ESCOMBRARIES -‐REVESTIMENT CABLES

POLIPROPILÈ

-‐ Lleuger -‐ Tenaç -‐ Resistent a la humitat, a la calor i als productes químics.

-‐ Econòmic.

-‐GOTS DE CAMPING -‐TUBS AIGUA CALENTA -‐PAPAER FILM / CELO

POLIESTIRÈ (POREXPAN)

-‐ Bon aïllant tèrmic, elèctric acústic -‐ Incolor -‐ Fràgil, Econòmic -‐ No suporta altes temperatures

-‐ENVASOS D’ALIMENTS FRESCOS -‐ ENVASOS ALIMENTS CONGELATS -‐ PROTECCIÓ ENVALATGES

ALTRES:

METACRILAT, POLICARBONAT, TEFLÓ,ESCUMA DE POLIURETÀ…

TERMOESTABLES RESINES DE POLIESTER -‐ Resistents als productes químics -‐ Bons aïllants elèctrics

-‐CARROSSERIES DE VEHICLES -‐PLANXES DE WINDSURF -‐PISCINES

4 IDEES... LA FUSTA és un material llenyós que s'obté del tronc d'una planta, especialment d'arbres i arbustos. La tecnologia ha permès que la fusta, tot i ser EL MATERIAL MÉS ANTIC utilitzat per l’home, conegui altres aplicacions, formes i usos.

PROPIETATS COMUNES FUSTES -‐Resistència -‐Durabilitat

-‐Versatilitat -‐ Aïllament tèrmic

RECICLATGE DE LA FUSTA La fusta és part de la natura i la seva utilització i explotació és molt beneficiosa per a ella, sempre que es faci d’una forma racional i sostenible, ja que es tracta d’un material RECICLABLE, RENOVABLE, REUTILITZABLE, abundant i natural que permet que el bosc estigui en constant creixement i renovació. La fusta és també recuperable un cop ha acabat la seva utilitat principal de manera que pot ser destinada a múltiples usos com ara compostatge, llits pel bestiar, fabricació de taulers aglomerats, pel·∙lets, briquetes d’encenalls i estelles, combustible per a diferents indústries Té moltíssims usos: Joguines, penjadors, persianes, portes, finestres, terres, sostres, estructures, mobles, bigues, revestiments, vaixells, ponts, marcs, motllures, raspalls, pintes, agulles d’estendre roba, escales, llapis, bancs, rellotges; instruments musicals com el violí, el violoncel i la guitarra; penjolls, bijuteria; utensilis de cuina com la mà de morter, taula de tallar, bols, ganivets i coberts en general. La podem trobar al poliesportiu, a la botiga, al parc infantil, a la platja, a casa, a la feina, al centre comercial, a l’escola, a l’hospital...

PRINCIPALS TIPUS DE FUSTES OBTENCIÓ: ARBRES PRODUCCIÓ: INDÚSTRIA

FUSTA TÍPUS PROPIETATS USOS IMATGES USOS I A L’ESCOLA?

I A CASA?

NATURALS MASSISSES MOLT RESISTENT BON COMPORTAMENT CANVIS HUMITAT BON COMPORTAMENT CANVIS TEMPERATURA

-‐ESTRUCTURES (BIGUES, PILARS) -‐PAVIMENTS -‐MOBLES -‐PAPER -‐JOGUINES -‐PORTES I FINESTRES

TRANSFORMADES TAULER DE XAPES (CONTRAPLACAT) Xapes de fusta natural encolades de forma que les direccions de les vetes de les xapes contigües formin un angle de 90°.

MOLT RESISTENT BON COMPORTAMENT CANVIS HUMITAT BON COMPORTAMENT CANVIS TEMPERATURA

-‐ USOS ESTRUCTURALS -‐ COBERTES PISCINES, AUDITORIS -‐ RAQUETES DE PING-‐PONG -‐ MOBILIARI (CADIRES)

TAULER DE PARTÍCULES (AGLOMERAT) TAULERS DE FIBRE (DM) Partícules / fibres de fusta premsades i encolades amb resines sintètiques.

POC RESISTENT MAL COMPORTAMENT EN FRONT AIGUA

-‐MOBILIARI -‐CAIXES EMBALATGE

4 IDEES...

Inclou tots els materials inorgànics no metàl·∙lics que es formen per acció de la calor. Fins als anys 1950, els materials més importants van ser les argiles tradicionals, utilitzades en terrisseria, maó, rajola i similars, juntament amb el vidre.

PROPIETATS COMUNES -‐Fràgils / durs /poc elàstics -‐Baixa resistència a la tracció (estirar) / Alta resistència a la compressió (apretar)

-‐Temperatura de fusió molt alta (cal molta temperatura perquè es fongui) -‐Baixa conductivitat tèrmica -‐Baixa conductivitat elèctrica

RECICLATGE DEL VIDRE Els envasos de plàstic es poden reciclar per a la fabricació de nous envasos. Una altra opció és la Reutilització: hi ha envasos de vidre retornables que després d'un procés adient de rentat es poden tornar a utilitzar per a la mateixa finalitat. Una ampolla de vidre es pot reutilitzar 60 vegades.

PRINCIPALS TIPUS DE MATERIALS CERÀMICS OBTENCIÓ: PRODUCCIÓ: TÍPUS PROPIETATS USOS IMATGES USOS I A L’ESCOLA? I A CASA?

ARGILA

IND. CERÀMICA – PORCELLANA

-‐CERÀMICA -‐PORCELLANA Al afegir aigua a l’argila forma una massa plàstica fàcil de conformar, que després d’assecar i posteriorment coure endureix.

-‐TEMPERATURA FUSIÓ ELEVADA -‐RESISTÈNCIA ELEVADA -‐FRÀGILITAT -‐AÏLLANT ELÈCTRIC -‐AÏLLANT MAGNÈTIC

-‐AÏLLANTS D’ALTA TENSIÓ. -‐ELEMENTS DE MOTORS -‐PROTESIS DENTALS. -‐TERRISSERIA -‐MAONS I RAJOLES -‐WC, DUTXES, RENTAMANS

SORRA DE SÍLICE

INDÚSTRIA DEL VIDRE

VIDRES Material ceràmic format per la fusió de SORRA de SÍLICE, que al refredar endureix.

-‐TRANSPARÈNCIA -‐DURESA -‐FRAGILITAT

-‐FINESTRES, FAÇANES -‐ÒPTICA: LENTS -‐ENVASOS: AMPOLLES… -‐PARABRISES

4 IDEES… ELS METALLS són uns elements químics sòlids a temperatura ambient (excepte el mercuri). Alguns metalls (or, platí, plata, mercuri, coure) es poden trobar a la natura en ESTAT PUR, la resta estan barrejats amb altres elements en forma de MINERALS. La utilitat industrial dels metalls és en forma de metall pur o formant aliatges amb altres substàncies. UN ALIATGE és la combinació d'un metall amb altres elements metàl·∙lics o no metàl·∙lics per donar noves propietats. LA SIDERÚRGIA és la part de la metal·∙lúrgia dedicada a l'obtenció del ferro i els seus derivats. El FERRO PUR té POCA UTILITAT INDUSTRIAL, quasi sempre s'utilitza aliat amb el carboni i altres metalls formant acers i fosa. El FERRO després del ALUMINI és el MATERIAL MÉS ABUNDANT de l'escorça terrestre aproximadament el 5%.

PROPIETATS COMUNES METALLS -‐ brillantor típica -‐ densitat elevada -‐ alta conductivitat tèrmica i elèctrica -‐ considerable resistència mecànica (tant a compressió com a tracció i tallants) -‐ capacitat de deformar-‐se sense arribar a la ruptura

PRINCIPALS TIPUS DE MATERIALS METÀL·∙LICS OBTENCIÓ: MINERIA PRODUCCIÓ: INDÚSTRIA

METAL·∙LÚRGICA SIDERÚRGICA

TÍPUS USOS IMATGES USOS I A L’ESCOLA? I A CASA?

FÈRRICS ACER (Fe-‐C) Aliatge de ferro amb 0,1-‐1,7% DE CARBONI

MALEABLE S’OXIDA FÀCILMENT MAGNÈTIC BON CONDUCTOR TÈRMIC BON CONDUCTOR ELÈCTRIC

BIGUES CARROSSERIES AUTOMÒBILS EINES ELECTRODOMÈSTICS CARGOLS / FEMELLES VAIXELLS…

FOSA Aliatge de ferro amb 1,7-‐6,67% DE CARBONI

DURESA S’OXIDA FÀCILMENT MAGNÈTIC BON CONDUCTOR TÈRMIC BON CONDUCTOR ELÈCTRIC

RODES ENGRANATGES RAILS CIGONYALS EINES RADIADORS ANTICS TAPES CLAVEGUERA

ACER INOXIDABLE Aliatge de l’acer, el crom i el níquel.

INOXIDABLE MAGNÈTIC BON CONDUCTOR TÈRMIC BON CONDUCTOR ELÈCTRIC

MOBILIARI URBÀ COBERTS ESTRIS CUINA

ACER GALVANITZAT Tractament contra la corrosió que es dóna per la immersió en un bany de zinc fos a l’acer. El GALVANITZAT es pot fer amb tots els metalls

INOXIDABLE MAGNÈTIC BON CONDUCTOR TÈRMIC BON CONDUCTOR ELÈCTRIC

MOBILIARI URBÀ TAQUILLES “TELA METÀLICA” FIL FERRO ENCOFRATS SOSTRES

NO FÈRRICS

COURE (Cu) Bronze (Cu-‐Sn) Llautó (Cu-‐Zn)

BON CONDUCTOR TÈRMIC BON CONDUCTOR ELÈCTRIC RESISTÈNCIA A LA CORROSIÓ MAL·∙LEABILITAT DUCTILITAT BELLESA

CABLES ELÈCTRICS MONEDES CÈNTIMS TUBS AIGUA I GAS CATENÀRIES TREN INSTRUMENTS VENT

ALUMINI (Al)

DUR LLEUGER DÚCTIL I MALEABLE BON CONDUCTOR TÈRMIC BON CONDUCTOR ELÈCTRIC RESISTÈNCIA A LA CORROSIÓ

PAPAER ALUMINI LLAUNES BRIKS FINESTRES RADIADORS NOUS CADIRES CAMPING/PLATJA

PRINCIPALS PROPIETATS MECÀNIQUES:

DÓNA UN EXEMPLE DE MATERIAL D’ENTRE LES MOSTRES QUE SIGUI:

RESISTÈNCIA És la capacitat que té un material de suportar un esforç sense trencar-‐se o deformar-‐se.

RESISTENT / NO RESISTENT

PLASTICITAT ELASTICITAT

Capacitat que tenen alguns materials de deformar-‐se permanentment sense trencar-‐se. Capacitat d’alguns materials de recuperar la forma original si deixen d’actuar les forces que l’afectava.

PLÀSTIC / ELÀSTIC

DUCTILITAT És la propietat que presenten alguns materials que sota l'acció d'una força, poden deformar-‐se sense trencar-‐se formant filaments.

DÚCTIL / NO DÚCTIL

MAL·∙LEABILITAT Propietat d’alguns materials de deformar-‐se permanentment en forma de làmina molt fina sense trencar-‐se. (Exp. l’alumini, l’acer i l’or.)

MAL·∙LEABLE / NO MAL·∙LEABLE

DURESA És la resistència que oposa un material a ser ratllat o penetrat. El diamant és el més dur: 10 en l’escala de Mohs. El talc el més tou: 1 en l’escala de Mohs.

DUR / TOU

TENACITAT / FRAGILITAT La tenacitat és la capacitat de resistència al xoc. La tenacitat és la propietat contraria a la fragilitat. La tenacitat és molt alta en tots els metalls, particularment en els acers.

TENACITAT / FRAGILITAT

PRINCIPALS PROPIETATS FÍSIQUES:


DENSITAT Quantitat de massa per unitat de volum. Densitat=Massa/Volum kg/m3 Densitat de l’aigua = 1,0 kg/m3 Densitat de l’aire = 1,2 kg/m3

DENS / NO DENS

POROSITAT Part d’un cos no ocupat per la fracció sòlida.

PORÓS /NO PORÓS

PERMEABILITAT Qualitat d’un material de deixar passar un líquid a través dels seus porus.

PERMEABLE / IMPERMEABLE

PRINCIPALS PROPIETATS TÈRMIQUES I ELECTROMAGNÈTIQUES:


CONDUCTIVITAT TÈRMICA És la velocitat amb la que es propaga el calor entre dos punts d'un material. En funció de la seva conductivitat els materials poden ser: • Conductors • Aïllants

BON CONDUCTOR TÈRMIC / MAL CONDUV¡CTOR

CONDUCTIVITAT ELÈCTRICA Mesura la capacitat d’un cos de deixar passar el corrent elèctric a través seu. En funció de la seva conductivitat els materials poden ser: • Conductors • Aïllants

BON CONDUCTOR ELÈCTRIC / MAL CONDUCTOR

MAGNETISME Propietat dels materials de ser atrets per un imant o de comportar-‐se com ell. Només el ferro, l’acer, el níquel i el cobalt són magnètics.

MAGNÈTIC / NO MAGNÈTIC

OBJECTIU: DEMOSTRAR MITJANÇANT EXPERIMENTS CASOLANS LES PROPIETATS DE LA MATÈRIA I SABER COM IDENTIFICAR-‐LES EN SITUACIONS DE LA VIDA QUOTIDINA.

EXPERIÈNCIES:

1-‐ DURESA: Materials: Materials per ratllar: ungla, punxó i propis materials entre ells. Materials per ser ratllats: guix, plastilina, pinça d’estendre de fusta i pot de vidre de iogurt. Procediment: Ratllar els materials amb un punxó o amb els propis materials entre ells. Observació: Digueu quins materials són més durs i quins més tous i posar-‐los en ordre.

2-‐ MAL·∙LEABILITAT, DUCTILITAT, PLASTICITAT I ELASTICITAT: Materials: Plastilina, goma elàstica, paper d’alumini. Procediment: Manipular els materials. Observació: Mostreu mitjançant la manipulació dels materials quin és plàstic, quin és elàstic, quin plàstic, quin mal·∙leable.

3-‐ DENSITAT: Materials: Got de vidre transparent, oli de gira-‐sol per omplir el got, glaçons de coca-‐cola Procediment: Es posa un glaçó de coca-‐cola en un got transparent ple d’oli de gira-‐sol. Observació: S’observen les diferents densitats dels líquids. Digueu quin és més dens i perquè. Es pot afegir aigua? EXPERIMENT DENSITAT 2 Materials: Vas transparent, mel, aigua, oli de cuina. Procediment: Dins del vas col·∙loca una mica d’oli, després una mica d’aigua i per acabar una cullerada gran de mel. Observació: Els diferents líquida es dipositaran segons la seva densitat, i com que són immiscibles, s’observa la separació entre ells.

4-‐ DENSITAT: Pot amb aigua. Introduir materials i verificar si suren o no. Materials: Tupper gran transparent, aigua, 4 materials a determinar bala de vidre, plàstic lego, safata poliestiré (2 –densos i 2 +) Procediment: Poseu els materials un per un dins el tupper que conté aigua de l’aixeta. Observació: Alguns suren i d’altres no. Ordeneu-‐los segons densitats, agafant de referència l’aigua = 1,0 kg/m3

Afegim un ou? I després sal? Primer no sura, després sí

5-‐ CONDUCTIVITAT TÈRMICA: Materials: Placa de 12x12cm de poliestirè, placa de 12x12cm d’acer, 2 glaçons, 2 gomes o junts plàstics. Procediment: Deixar que es fonguin els 2 glaçons sobre les 2 superfícies diferents rodejats per la goma per tal que contingui l’aigua fosa. Observació: Observar que la velocitat de fusió és molt diferent. Expliqueu perquè creieu que succeeix?

6-‐ CONDUCTIVITAT ELÈCTRICA: Materials: Per muntar el circuit: planxa de fusta de 20x20cm, porta bombetes, bombeta, pila o carregador, cable elèctric pelat. Per comprovar la conductivitat: tros alumini, tros coure, cullera d’acer. Procediment: Circuit amb pila i bombeta, en el qual es proven materials diversos per tancar-‐lo, per valorar si són bons conductors elèctrics. Observació: Si s’encén la bombeta, el material és bon conductor elèctric. Digueu quins són bons conductors i quins no. Provem l’aigua? Salada?

7-‐ MAGNETISME: Materials: Peça d’alumini, peça de coure, peça de ferro, paper d’alumini, cargols i femelles..., imant. Procediment: Amb un imant comprovar quins materials (metàl·∙lics) són magnètics i quins no. Observació: Digueu quins materials són magnètics i quins no.

Tipus materials 02

Education

Transcript of Tipus materials 02