CUPRINS
CAP.1 INTRODUCERE ............................................................................................................... 1
1.1. MATERIALELE SI CIVILIZATIILE ............................................................................................ 1
1.2. MATERIALELE, INGINERIA MATERIALELOR SI EVOLUTIA SOCIETTAII UMANE....................... 2
1.3. STINTA SI INGINERIA MATERIALELOR ................................................................................... 5
1.4. CLASIFICAREA MATERIALELOR............................................................................................. 8
1.4.1. Clasificarea functionala................................................................................................ 8
1.4.2. Clasificarea structurala ................................................................................................. 9
1.4.3. Clasificarea în functie de compozitie ......................................................................... 11
1.5. DEZVOLTAREA DURABILA SI MANAGEMENTUL MATERIALELOR......................................... 12
1.6. CICLUL DE VIATA AL MATERIALELOR SI PRODUSELOR........................................................ 16
1.7. ÎNTREBARI TEST .................................................................................................................. 18
1.5. BIBLIOGRAFIE ..................................................................................................................... 18
STRUCTURA, PROPRIETATI ................................................................................................. 20
CONCEPTUL DE STRUCTURA....................................................................................................... 20
CAP. 2 ELEMENTE DE STRUCTURA ATOMICA SI PROPRIETATI ALE
MATERIALELOR GENERATE DE ACEASTA.................................................................... 22
2.1. PARTICULE ELEMENTARE.................................................................................................... 22
2.2. STRUCTURA INVELISULUI ELECTRONIC...............................................................................24
2.2.1. Structura electronica a atomului de hidrogen.............................................................24
2.2.1.1. Structura hidrogenului în conceptia Niels Bohr....................................................24
2.2.1.2 Structura hidrogenului în conceptia mecanic cuantica .........................................28
2.2.2. Structura electronica a atomilor cu Z>1..................................................................... 34
2.3. STRUCTURA NUCLEELOR ATOMILOR ................................................................................... 38
2.4. PROPRIETATI ALE MATERIALELOR DETERMINATE DE STRUCTURA ATOMILOR.................... 39
2.4.1. Proprietati fizice ......................................................................................................... 39
2.4.1.1. Interactiunea structurilor atomice cu diferite forme de energie............................39
2.4.1.2. Energia de ionizare, electronegativitatea si afinitatea pentru electroni. ...............44
2.4.1.3. Densitatea..............................................................................................................45
2.4.1.4. Proprietatile electrice. ...........................................................................................46
2.4.1.5. Proprietati termice.................................................................................................46
2.4.1.6. Proprietati magnetice. ...........................................................................................47
2.4.1.7. Radioactivitatea si energia atomica.......................................................................47
2.4.1.8. Plasma ...................................................................................................................48
2.4.2. Proprietati chimice...................................................................................................... 49
2.5. ÎNTREBARI TEST .................................................................................................................. 50
2.6. BIBLIOGRAFIE ..................................................................................................................... 50
CAP. 3 ELEMENTE DE STRUCTURA MOLECULARA SI PROPRIETATI ALE
MATERIALELOR ...................................................................................................................... 51
3.1. ELEMENTE DE STRUCTURA MOLECULARA........................................................................... 51
3.2. LEGATURA IONICA, CAUZA A UNOR PROPRIETATI ALE MATERIALELOR.............................. 53
3.2.1. Legatura ionica ........................................................................................................... 53
3.2.2. Proprietati ale materialelor imprimate de legatura ionica .......................................... 54
3.2.2.1. Proprietati fizice....................................................................................................54
IV
3.2.2.2. Proprietati chimice................................................................................................ 60
3.3. LEGATURA COVALENTA SI PROPRIETATI ALE MATERIALELOR............................................ 60
3.3.1. Legatura covalenta ..................................................................................................... 60
3.3.2. Proprietati ale materialelor determinate de legatura covalenta.................................. 61
3.3.2.1. Densitatea, temperatura de topire si de fierbere ................................................... 62
3.3.2.2. Solubilitate............................................................................................................ 63
3.3.2.3. Proprietati electrice, optice si magnetice determinate de momentul de
dipol .................................................................................................................................. 64
3.3.2.4.Coeziunea intermoleculara .................................................................................... 65
3.3.2.5. Formarea legaturilor covalente si proprietati magnetice ...................................... 65
3.3.2.6. Izomerie ................................................................................................................ 66
3.3.2.7. Formarea legaturii covalente si unele proprietati mecanice si electrice............... 67
3.3.2.8. Energia de legatura si efectul termic de reactie.................................................... 68
3.3.2.9. Stabilitatea termica a materialelor ........................................................................ 69
3.4. LEGATURA METALICA ÎN RELATIE CU PROPRIETATI ALE METALELOR ................................ 69
3.4.1. Legatura metalica ....................................................................................................... 69
3.4.2. Legatura metalica si proprietati ale materialelor metalice ......................................... 71
3.4.2.1. Leg
tura metalica si proprietati electrice.............................................................. 72
3.4.2.2. Proprietati termice ................................................................................................ 74
3.4.2.3. Proprietati magnetice ............................................................................................ 74
3.4.2.4. Proprietati mecanice ............................................................................................. 75
3.4.2.5. Proprietati optice................................................................................................... 75
3.5. ÎNTREBARI TEST.................................................................................................................. 76
3.6. BIBLIOGRAFIE.................................................................................................................... 76
CAP. 4 ELEMENTE DE STRUCTURA SUPRAMOLECULARA SI PROPRIETATI
ALE MATERIALELOR DETERMINATE DE ACEASTA................................................... 77
4.1. COEZIUNEA INDIVIZILOR CHIMICI ....................................................................................... 77
4.1.1 Aspecte calitative ale interactiunii fizice si chimice între indivizi chimici ................ 77
4.1.2 Forte de coeziune datorate efectului de orientare ....................................................... 80
4.1.3 Coeziunea datorata efectului de inductie .................................................................... 81
4.1.4 Coeziunea prin efectul de dispersie ............................................................................ 82
4.1.5 Coeziunea prin legaturi de hidrogen ........................................................................... 83
4.2. ENERGIA DE COEZIUNE SI FACTORI DE INFLUENTA AI ACESTEIA......................................... 86
4.2.1. Energia de coeziune ................................................................................................... 86
4.2.2. Factori de influenta ai coeziunii intermoleculare....................................................... 88
4.3 STRUCTURI SUPRAMOLECULARE ......................................................................................... 93
4.3.1 Stari de agregare.......................................................................................................... 93
4.3.2 Stari de faza................................................................................................................. 95
4.3.2.1 Definirea fazelor prin gradul de ordonare ............................................................. 95
4.2.2.2 Definirea termodinamica a fazelor ........................................................................ 95
4.3.3 Faze fundamentale ...................................................................................................... 96
4.3.3.1 Faza cristalina ........................................................................................................ 96
4.3.3.2 Faza lichida.......................................................................................................... 117
4.3.3.3. Faza gazoasa ....................................................................................................... 117
4.3.4 Faze principale .......................................................................................................... 118
4.3.5 Transformari de faza ................................................................................................. 119
4.3.5.1 Tipuri de transformari de faza ............................................................................. 119
4.3.5.2 Transformari de faza la materiale gazoase........................................................... 121
4.3.5.3. Transformari de faza la sisteme monocomponente în trei faze .......................... 123
4.3.5.4. Transformari de faze la sisteme monocomponente în patru faze ....................... 123
4.3.5.5. Alte transformari de faza..................................................................................... 125
4.4. ÎNTREBARI TEST ................................................................................................................ 126
4.4. BIBLIOGRAFIE ................................................................................................................... 127
CAP. 5 PROPRIETATILE MATERIALELOR .................................................................... 128
5.1. INTRODUCERE ................................................................................................................... 128
5.2. PROPRIETATI MECANICE ................................................................................................... 128
5.2.1. Aspecte generale....................................................................................................... 128
5.2.2. Elasticitatea si plasticitatea....................................................................................... 129
5.2.3. Rezistenaa si alungirea.............................................................................................. 131
5.2.4 Duritatea .................................................................................................................... 135
5.2.5. Rezilienta.................................................................................................................. 137
5.2.6. Rezistenta la oboseala .............................................................................................. 138
5.3. PROPRIETATILE ELECTRICE ............................................................................................... 139
5.3.1. Rezistivitatea si conductivitatea electrica................................................................. 139
5.3.2 Rigiditatea dielectrica................................................................................................ 140
5.3.3. Permitivitatea electrica ............................................................................................. 140
5.4. PROPRIETATI TERMICE ...................................................................................................... 141
5.4.1. Caldura specifica ...................................................................................................... 142
5.4.2. Conductibilitatea termica ......................................................................................... 142
5.4.3. Dilatarea termica ...................................................................................................... 143
5.4.4. Rezistenaa la soc termic............................................................................................ 145
5.4.5. Refractaritatea........................................................................................................... 145
5.5. PROPRIETATILE MAGNETICE ............................................................................................. 146
5.5.1. Materiale diamagnetice ............................................................................................ 146
5.5.2. Materiale paramagnetice .......................................................................................... 147
5.5.3. Materiale feromagnetice........................................................................................... 148
5.5.4. Materiale antiferomagnetice..................................................................................... 148
5.6. PROPRIETATI OPTICE [2].................................................................................................... 149
5.6.1. Reflexia..................................................................................................................... 149
5.6.2. Refractia ................................................................................................................... 150
5.6.3. Reflexia totala interna............................................................................................... 151
5.6.4. Absorbtia si transparenta .......................................................................................... 152
5.6.5. Proprietati de suprafata............................................................................................. 152
5.6.5.1. Rugozitatea.......................................................................................................... 152
5.6.5.2. Unghiul de racord (udare) ................................................................................... 153
5.7. ÎNTREBARI TEST ................................................................................................................ 155
5.7. BIBLIOGRAFIE ................................................................................................................... 155