Feb 272017
 

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Oramai sentire parlare di veicoli a guida autonoma è quasi quotidiano e anche su queste pagine ne abbiamo parlato diverse volte. In questa direzione si sono mosse due grandi case produttrici a livello internazionale e hanno presentato al CES di Las Vegas queste loro innovazioni. La Koito Manufacturing grande produttore internazionale di fari per le autovetture e Quanergy Systems produttore a sua volta di sensori LiDAR acronimo di Laser Imaging Detection and Ranging hanno unito i loro sforzi per produrre un faro automobilistico di nuova concezione che incorpora i sensori LiDAR S3 allo stato solido.

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Lo scopo è quello di realizzare un sistema in grado, attraverso il telerilevamento, di tracciare una mappatura 3D dell’ambiente intorno alla vettura in modo da crearne una visuale tridimensionale in tempo reale fornendo informazioni dettagliate e tracciamento degli oggetti.

Il sensore può essere incorporato nel faro senza alterarne l’estetica e il faro può a sua volta proteggere il sensore da acqua, sporco, polvere attraverso l’uso di spazzole tergifaro.

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L’uso di questi fari consentirà nelle prossime vetture di mettere a disposizione del conducente funzioni definite di “percezione” quali mappatura, pianificazione di percorsi, localizzazione, rilevamento e classificazioni di oggetti.

PrintQuesto sistema va ad integrarsi con gli avanzati sistemi ADAS, Advanced Driver Assistance Systems, tipici dei veicoli a guida autonoma. Questi sistemi, oggi, sono già in grado di riconoscere e classificare differenti tipologie di oggetti, per cui sono in grado di distinguere un’autoambulanza da un furgone per trasporti, segnalare al pilota eventuali condizioni pericolose lungo il percorso e in alcuni casi addirittura intervenire fermando del tutto l’autovettura al fine di garantire l’incolumità degli occupanti. Sofisticatissimi algoritmi computazionali, riescono a fare oggi molte delle cose che fa normalmente il conducente, con un fattore predittivo superiore a quello umano. L’integrazione di questi sensori sulla scocca dell’auto rappresenterà un ulteriore passo avanti in questa direzione e contribuirà a rendere ancora più sicure le nostre strade e la nostra guida.

Il progetto del sensore LiDAR S3 è stato premiato al recente CES 2017 di Las Vegas con il Best of Innovation Award nella categoria autoveicoli.

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Feb 272017
 

PROTECTPAX_Scroll

A chi non è mai capitato di vedere volare per terra il proprio smartphone e vederlo andare in frantumi?. Una esperienza sicuramente non piacevole. Oggi sono diversi i sistemi di protezione che si possono utilizzare per rendere più sicuri i nostri dispositivi o per rendere minore la probabilità di un danno grave come quello appena descritto. Tra i sistemi adottati, pellicole, gusci o altre bizzarre soluzioni, quella sviluppata da un paio di ingegnosi inventori, Pascal Buchen e Anthony Fllipik, è sicuramente una di quelle di cui sentiremo ancora parlare.

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La loro invenzione denominata ProtectPax altro non è che una miscela di nanoparticelle di titanio che si presentano allo stato liquido e se spalmate sul dispositivo, lo rendono impermeabile, indistruttibile, resistente ai graffi e persino alle cadute. Nei test le immagini mostrano un terminale sottoposto ad ogni tipo di tortura, come ad esempio le martellate o il calpestamento da parte di un’auto.

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Questo per far capire la grande azione realizzata dal prodotto. In pratica questo liquido, versato sul terminale, può essere spalmato letteralmente con un dito su tutta la superficie e bisogna poi lasciarlo agire per circa 10 minuti, cioè il tempo necessario ad asciugarlo. Da quel momento in poi potremo fare di tutto al nostro telefonino, sicuri che sarà protetto come all’interno di una corazza.

In pratica, il ProtectPax, questo composto di nanoparticelle di titanio, non fa altro che depositarsi sulla superficie e andare a riempire le minuscole porosità presenti su di essa rendendo le superfici, compreso il vetro, fino a 6 volte più resistenti. Inoltre. è completamente trasparente, questo fa in modo che resti garantita la funzionalità del vetro e attive tutte le caratteristiche touch dello schermo.

I test, hanno dimostrato che questa pellicola porta il materiale ad una durezza pari a quella dello zaffiro che nella scala di Mohs (quella che misura la durezza dei materiali – vedi anche: LE PROPRIETA’ DEI MATERIALI) è di 9H dove il valore più alto è 10H per il diamante e dove la durezza tipica degli schermi dei telefonini è normalmente compresa tra 2H e 5H.

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La durata di questa pellicola protettiva non è però eterna; per circa un anno il dispositivo sarà perfettamente protetto, poi bisognerà effettuare nuovamente il trattamento. Il prodotto può essere applicato su molte superfici e rinforzare molti oggetti, come ad esempio occhiali, dispositivi elettronici, obiettivi fotografici ed altro.

Il prodotto è già ordinabile sulla piattaforma di crowdfunding Indiegogo al costo di soli 69$ per due dispositivi.

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https://www.youtube.com/watch?v=72J39JmDkfM

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Feb 272017
 

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15 ottobre 2007 è una data storica. I cieli del mondo vedono librarsi per la prima volta in aria un nuovo gigante, anzi il gigante dei giganti: l’Airbus A380, il primo aereo al mondo dotato di doppio ponte capace di trasportare a pieno carico fino a 850 passeggeri.

L’A380 nasce con lo scopo di risolvere i problemi del trasporto aereo sempre più congestionato di tratte e persone, ma anche per competere con lo strapotere quarantennale di Boeing con il suo aereo di punta, il 747.

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La presentazione al grande pubblico è avvenuta il 16 gennaio 2005, ma l’Airbus è stata costretta a rinviare ripetutamente l’uscita del velivolo per diverse problematiche soprattutto ai sistemi elettrici, un vero proprio dedalo di cavi e connessioni.

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Il gigantesco aereo è grande in tutto. Per la prima volta, l’apertura alare supera la lunghezza. Questa è stato il primo problema per Airbus che ha dovuto ricorrere ad uno stratagemma per consentire al suo gigante di poter essere ospitato in tutti gli aeroporti internazionali senza dover riprogettare gli hub. L’ala nella parte finale, infatti, è stata ripiegata; questo ha consentito di riportare la lunghezza all’interno degli standards degli aeroporti e a fatto si che questa fornisse maggiore stabilità in volo ad alta velocità.

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L’A380 è lungo 73 metri e alto più di 24. L’apertura alare è di 79,8 metri e il diametro della fusoliera 7,14. Il doppio ponte consente di ospitare un numero di passeggeri che varia da 525, in configurazione standard con la suddivisione in 3 classi, a 853 in configurazione charter con classe unica. Il ponte principale misura 49,7 metrici lunghezza mentre quello superiore 47,9; tutto questo spazio si traduce in comodità e possibilità da parte delle compagnie aeree di offrire ai clienti più esigenti spazi unici attrezzati con suite, docce, sale gioco con biliardo, lounge-bar e tanto altro.

Sono necessari 2 piloti (4 per le lunghe tratte) e 22 assistenti di cabina per gestire l’enorme spazio e la grande quantità di persone a bordo.

La tecnologia la fa da padrona; anche la classe economy è dotata di molti comfort in più e soprattutto spazio tra i sedili. Intrattenimento di bordo, wi-fi, videocamere esterne per vedere comodamente le fasi del viaggio e tanto altro. Insomma, l’A380 apre una nuova era per il viaggio aereo.

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Anche la dotazione meccanica è di prim’ordine; vengono utilizzati 4 turbofan Engine/Alliance GP7000 o, in alternativa, 4 turbo-reattori Rolls-Royce Trent 900. Questi spingono l’aereo a velocità di crociera a Mach 0.85, ovvero a circa 850 Km orari e sono capaci di fargli percorrere una distanza di 15.200 Km in un’unica tratta consumando il 15-20% in meno di un 747 con emissioni nell’atmosfera ridotte del 13%. Viaggia inoltre più in alto, 35mila piedi (circa 11.000 metri) è molto più silenzioso e necessita di meno spazio per atterrare e decollare.

Lo sviluppo di questo gigantesco aereo è avvenuto negli impianti di Tolosa in Francia appositamente costruiti da Airbus per la realizzazione di questo velivolo. L’avvio del progetto è del giugno 1994 e solo nel 2004 dopo dieci anni di progettazione, è stata approntata la catena di montaggio.

I costi sono stati enormi, basti pensare che l’aereo è composto da circa 4 milioni di pezzi, con 2,5 milioni di componenti provenienti da 1.500 aziende di 30 nazioni. Ogni aereo costa circa 350 milioni di dollari.

10 miliardi di investimento complessivo che si traducono nella necessità di vendere almeno 250 aerei da parte di Airbus per rientrare nelle spese.

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Nel 2006 il primo Airbus A380 è stato consegnato alla compagnia aerea Singapore Airlines che ebbe anche l’onore di effettuare il primo volo commerciale di questo gigante il 15 ottobre 2007 sulla tratta Singapore-Sydney.

Sono diverse oggi le compagnie aeree che utilizzano l’A380 e molte altre si stanno aggiungendo piano piano. L’aereo ha oramai superato i dieci anni di servizio e non si sono riscontrati incidenti, se non lievi, sul suo percorso di volo tranne che per l’incidente occorso ad un A380 della Qantas, la compagnia aerea australiana, che durante il volo vide esplodere uno dei motori a causa di un difetto di progettazione di un tubicino che trasportava olio. Il volo si concluse con un atterraggio di emergenza ma nessun danno all’aereo ne alle persone a bordo.

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La compagnia aerea che maggiormente utilizza gli A380 oggi è la Emirates, la compagnia dell’emirato di Dubai e per questa compagnia vola il primo pilota italiano accreditato per gli A380, il comandante Michele D’Ambrosio.

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Feb 242017
 

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Sembra uscita da un film di fantascienza e invece è la concept car di un grande marchio di auto giapponesi. Si chiama Concept-I e si tratta di un’autovettura che estende il concetto di dotazioni e accessori in auto portandoli ad un livello più alto.

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Dotata di un sistema avanzatissimo di intelligenza artificiale, la Concept-I, è capace di apprendere dalle abitudini e necessità del proprio guidatore e migliorare le proprie performance anticipandone le necessità, fornendogli suggerimenti e semplificandogli la vita al volante.

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Come molte altre vetture, la Concept-I dispone di differenti modalità di guida, manuale e automatica, ma dispone anche di un nuovo sistema di interazione con il conducente in grado di aumentare notevolmente il livello di sicurezza e il supporto automatico alla guida in caso di pericolo o necessità.

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Concept-I, attraverso un sofisticato sistema di sensori, stabilisce una comunicazione quasi sensoriale con il conducente dell’autovettura attraverso l’uso di stimoli visivi e tattili. Può controllare lo stato del conducente durante tutta la permanenza sull’auto e le condizioni della strada in modo da avvisarlo tempestivamente in caso di colpo di sonno, ostacolo o distrazione alla guida.

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Il segreto di tutta questa tecnologia si chiama Yui ed è il sofisticato software di intelligenza artificiale di cui è dotata l’autovettura. Yui è in grado, attraverso un visore sul cruscotto anteriore e molteplici sistemi visivi posti in tutta l’autovettura di creare questo nuovo sistema comunicativo. Luci, colori e suoni interagiscono con il conducente informandolo, istruendolo e dialogando con lui in ogni momento. Yui è in grado di comunicargli lo stato dell’auto, visualizzare sul parabrezza le informazioni di viaggio, salutarlo augurandogli buongiorno, ossia diventare quasi un compagno di viaggio che apprende dalle sue abitudini e collabora con lui durante il tragitto.

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Feb 222017
 
LE PROPRIETÀ DEI MATERIALI
Indice Argomenti
1 PROPRIETÀ FISICO-CHIMICHE
2 PROPRIETÀ MECCANICHE
3 PROPRIETÀ TECNOLOGICHE
4 MAPPA CONCETTUALE DELL’ARGOMENTO
5 APPROFONDISCI CON I VIDEO

Ogni materiale che troviamo in natura o che utilizziamo per realizzare ciò che ci serve, viene selezionato e utilizzato in base alle sue specificità, caratteristiche che lo rendono unico e insostituibile per determinati scopi. Ad esempio la trasparenza del vetro è una caratteristica insostituibile nella realizzazione delle finestre come la conduttività elettrica del rame lo è nella realizzazione dei cavi elettrici.

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Alcune proprietà sono specifiche ed esclusive di alcuni materiali, mentre altre sono comuni a molti di essi. In questo caso per poter riuscire ad effettuare scelte opportune, è necessario che ogni materiale sia sottoposto a particolari prove o test che evidenzino e descrivano con scientificità quelle che sono le differenze tra di loro.

Ogni materiale, presenta caratteristiche diverse, ma tutte insieme possono essere catalogate all’interno delle seguenti macro-categorie:

PROPRIETA’ FISICO-CHIMICHE

Sono quelle proprietà che riguardano lo stato fisico, la struttura molecolare di un materiale acquisite nel suo processo di formazione naturale. Ad esempio la trasparenza per il vetro, le venature per il legno, la lucentezza per i metalli, sono proprietà uniche che descrivono lo stato fisico del materiale cui appartengono.

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Sulla base di quanto detto, sono proprietà fisico-chimiche:

Dilatazione COEFFICIENTE DI DILATAZIONE TERMICA
caratteristica di un materiale di accrescere la sua dimensione in modo lineare, superficiale o volumetrico in base alla variazione di temperatura ambientale
Colore COLORE
dipende, in un corpo che non emette luce propria, da quali frequenze la sua superficie non assorbe e riflette
Conduttività termica1 CONDUTTIVITA’ TERMICA
rappresenta la capacità di un materiale di trasmettere il calore
Conduttività elettrica CONDUTTIVITA’ ELETTRICA
rappresenta la capacità di un materiale di trasmettere elettricità
Densità DENSITA’
rappresenta il rapporto in una sostanza tra la massa e il suo volume (per massa si intende la quantità di materia presente in un corpo)
Igroscopicità IGROSCOPICITA’
rappresenta la capacità di un materiale di assorbire e trattenere l’umidità
Lucentezza1 LUCENTEZZA
rappresenta la capacità della superficie di un materiale di riflettere la luce in determinate condizioni
Odore ODORE
proprietà dovuta alla presenza di composti chimici volatilizzati che consentono di distinguere olfattivamente un materiale da un altro
Ossidabilità1 OSSIDABILITA’
rappresenta la perdita da parte di un materiale della sua lucentezza fino al formarsi della ruggine come conseguenza di una prolungata esposizione all’aria e all’umidità
Peso specifico PESO SPECIFICO
rappresenta il rapporto tra il peso di un campione di materiale e il suo volume
Fire2 REFRATTARIETA’
rappresenta la capacità di un materiale di resistere alle alte temperature
Temperatura fusione2 TEMPERATURA DI FUSIONE
rappresenta il passaggio di un materiale dal suo stato solido a quello liquido per somministrazione di calore dall’esterno. Nei metalli è costante
Tossicita TOSSICITA’
rappresenta la capacità di un materiale di produrre sostanze nocive per la salute quando reagisce con l’aria o l’acqua
Trama2 TRAMA
rappresenta il disegno, la texture di un materiale come ad esempio nel legno o nel marmo
Trasparenza2 TRASPARENZA
rappresenta la capacità di un materiale di lasciarsi attraversare dalla luce; è l’opposto dell’opacità
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PROPRIETA’ MECCANICHE

Sono quelle proprietà che riguardano le capacità di un materiale di resistere alle azioni provocate da forze esterne che tendono a deformarlo. Come ad esempio quando saltiamo su di un trampolino, esercitiamo una grande forza su di esso che tende a piegarlo ma questo, non si spezza perché la sua resistenza è maggiore della forza che agisce su di esso.

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Sulla base di quanto detto, sono proprietà meccaniche:

Compressione COMPRESSIONE
rappresenta la resistenza che un corpo oppone ad una forza che tende a comprimerlo ossia ad accorciare le sue fibre
Trazione TRAZIONE
rappresenta la resistenza che un corpo oppone ad una forza che tende ad allungarlo; il pezzo, prima di rompersi, sin allunga in misura tanto maggiore quanto più il materiale è plastico
Flessione FLESSIONE
rappresenta la resistenza che un corpo oppone ad una forza ad esso perpendicolare che tende a curvarlo. La flessione è una forza composta, infatti le fibre superiori del corpo tenderanno ad accorciarsi (compressione) mentre quelle inferiori ad allungarsi (trazione). Le fibre poste sull’asse medio, detto neutro, non si accorceranno ne allungheranno
Torsione TORSIONE
rappresenta la resistenza che un corpo oppone ad una forza che tende a torcere le sue fibre
Taglio TAGLIO
rappresenta la resistenza che un corpo oppone a forze che applicate tendono a far scorrere uno sull’altro due piani vicini
Durezza DUREZZA
rappresenta la resistenza che un corpo oppone alla penetrazione di una punta cioè alla scalfitura. La durezza è misurata attraverso la scala di Mohs dove il materiale più tenero è il Talco e quello più duro il Diamante
Resistenza a fatica RESISTENZA A FATICA
rappresenta la resistenza che un corpo oppone a sforzi variabili e ripetuti, come l’accorciamento e l’allungamento di una molla per migliaia di volte
Resilienza2 RESILIENZA
rappresenta la resistenza che un corpo oppone alla rottura per sollecitazione dinamica, determinata con apposita prova d’urto. E’ l’opposto della fragilità
Usura USURA
rappresenta la resistenza che un corpo oppone al logoramento, cioè alla perdita di materiale per distacco di particelle, quando organi meccanici in movimento sono a contatto tra loro
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PROPRIETA’ TECNOLOGICHE

Sono quelle proprietà che riguardano l’attitudine di un materiale a subire lavorazioni, ossia a lasciarsi trasformare in oggetti finiti o semi-finiti.

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Sulla base di quanto detto, sono proprietà tecnologiche:

Duttilità3 DUTTILITA’ o TRAFILATURA
rappresenta l’attitudine di un materiale di lasciarsi trasformare in fili sottili, trasformazione che può avvenire sia a caldo che a freddo
Malleabilità2 MALLEABILITA’
rappresenta l’attitudine di un materiale di lasciarsi trasformare in lamine sottili per effetto di pressione
Temperabilità1 TEMPRABILITA’
rappresenta l’attitudine di un materiale a cambiare la propria struttura se sottoposto ad un’azione di tempra, ossia un raffreddamento rapido dopo la sua formatura
Saldabilità SALDABILITA’
rappresenta l’attitudine di un materiale a lasciarsi unire ad altre sue parti o ad altro materiale attraverso il riscaldamento delle superfici da unire o all’uso di altro materiale fuso da colare tra i due pezzi da saldare
Imbutitura STAMPABILITÀ e IMBUTIBILITA’
rappresenta l’attitudine di un materiale ad assumere una forma definitiva mediante pressione tra uno stampo ed un contro-stampo a caldo (stampabilità) o a freddo (imbutibilità)
Piegabilità PIEGABILITA’ e CURVABILITA’
rappresenta l’attitudine di un materiale a lasciarsi piegare in forme precise senza che durate la fase di piegatura il materiale abbia a spezzarsi o rovinarsi
Lucidabilità LUCIDABILITA’
rappresenta l’attitudine di un materiale a lasciarsi lucidare o levigare
Fusibilità FUSIBILITA’ e COLABILITA’
rappresenta l’attitudine di un materiale di passare dallo stato solido a quello liquido per mezzo del calore e di poter essere colato dentro appositi stampi per dare pezzi di fusione
Fucinatura3 FUCINABILITA’
rappresenta l’attitudine di un materiale ad essere modellato a caldo mediante percussione o pressatura
Soffiatura2 SOFFIABILITA’
rappresenta l’attitudine di un materiale ad assumere una forma cava, come ad esempio una bottiglia, insufflando aria compressa all’interno di un campione di materiale posto all’interno di uno stampo
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L’insieme di queste proprietà, definisce il percorso o la destinazione di ogni materiale, rendendolo idoneo o meno a determinate applicazioni o usi. Le leghe metalliche, rappresentano il tentativo da parte dell’uomo di superare i limiti fisici dei materiali, realizzandone di nuovi, migliori, capaci di acquisire ulteriori proprietà rispetto a quelle di cui sono forniti naturalmente.

MAPPA CONCETTUALE DELL’ARGOMENTO

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APPROFONDISCI CON I VIDEO
LE PROPRIETÀ DEI MATERIALI ESTRUSIONE DEI METALLI
Durata: 5:09 (anim) Durata: 2:16 (eng)

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Feb 112017
 

Carta_Scroll

La carta è un materiale riciclabile al 100% anche se questo processo richiede l’impiego di tanta energia e l’uso in alcuni casi di prodotti tossici o non propriamente compatibili con l’ambiente. Inoltre, la quantità che se ne produce, da sola è un grande carico per il nostro sistema di smaltimento. Molta della carta che utilizziamo ha, se ci facciamo caso, una vita utile molto breve; si pensi ai quotidiani o agli imballaggi di prodotti freschi che vengono utilizzate per tempi molto brevi a volte solo pochi giorni.

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E’ proprio su questa specifica tipologia di carta che il ricercatore Wenshou Wang della Shandong University cinese, insieme ai ricercatori della University of California e della Berkley University, stanno lavorando. In pratica, hanno realizzato un nuovo tipo di carta basata su nanotecnologie, in grado di essere scritta con la sola presenza della luce ed esattamente con i raggi Ultra Violetti.

Il team di ricercatori ha ricoperto un normale foglio di carta con un materiale nanotecnologico che è possibile stampare e cancellare senza l’utilizzo dei colori o degli inchiostri.

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Wenshou Wang

Si tratta di un materiale che cambia colore quando viene esposto a sorgenti luminose. In pratica questo foglio è rivestito con una pellicola composta da due nanoparticelle: il blu di Prussia, un inchiostro molto conosciuto dagli artisti, non tossico ed economico e il biossido di titanio (TiO2) un semiconduttore. L’inchiostro blu ha la caratteristica che diventa completamente trasparente se acquisisce elettroni, mentre il biossido è un materiale fotocatalitico in grado di accelerare le reazioni chimiche in presenza di raggi UV.

Approfondisco: la fotocatalisi è l’azione in virtù della quale alcuni materiali semiconduttori, per es. l’ossido di zinco e il biossido di titanio, sotto l’azione della luce possono dar luogo a reazioni di riduzione o di ossidazione di sostanze indesiderate presenti anche in piccole quantità.

Il foglio si presenterà di conseguenza di colore blu prima di essere utilizzato per la presenza del blu di Prussia. La stampa avviene attraverso l’esposizione del foglio ai raggi UV; in questo modo, lo strato di biossido di titanio verrà eccitato dalla luce emettendo elettroni che, catturati dallo strato di colore ne realizzeranno la depigmentazione. In pratica, il foglio diventerà completamente trasparente tranne nelle parti non toccate dai raggi UV. In questo modo il testo o le immagini stampate resteranno in evidenza, in questo caso di colore blu.

Questa trasformazione, resta attiva per un periodo di circa 5 giorni, dopo i quali, lentamente ritornerà alla condizione iniziale, ossia completamente blu. Tale processo può essere accelerato, sottoponendo il foglio all’azione di un calore a 120°C per circa 10 minuti.

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Usando pigmenti diversi dal blu di Prussia, è possibile stampare in altri colori. Ora i ricercatori stanno lavorando per la realizzazione di una stampante in grado di stampare e cancellare immagini su fogli trattati con queste nanoparticelle.

E’ possibile già immaginare l’impatto sull’ambiente e sui costi di una carta del genere che non deve essere riciclata, ma solo ristampata infinite volte senza mai essere gettata; non saranno necessari colori di alcun genere e smaltimento di toner e cartucce esauste. Giornali, volantini pubblicitari e tutto ciò che necessita solo una stampa temporanea potranno essere realizzate con questo nuovo prodotto e risparmiare all’ambiente processi lunghi e comunque inquinanti per il recupero della carta da macero.

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Feb 102017
 

Vahana01

Si chiamerà Vahana, nome che in lingua sanscrita significa “mezzo di locomozione degli dei” e nell’immaginario di quelle popolazioni identificava la divinità con il mezzo di trasporto. Si tratta in questo caso dell’ultimo avveniristico progetto di Airbus la grande compagnia aerea che compete per il primato nei cieli con l’americana Boeing.

L’idea è quella di voler intervenire sul traffico sempre più congestionato delle megalopoli con un sistema di trasporti avveniristico. Mentre si parla sempre più di auto a guida autonoma, campo nel quale si stanno sfidando i grandi big dell’economia, Airbus propone un sistema, a metà tra un grande drone e un piccolo elicottero che dovrebbe essere in grado di trasportare un passeggero per volta in aria su tragitti brevi all’interno delle città, superando il caos e la congestione del traffico a terra.

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Qual’è la particolarità di questo sistema? Dovrebbe decollare in verticale, dato il poco spazio a disposizione, e volare autonomamente senza pilota.

L’idea, pazzesca di per se, è presa molto seriamente da Airbus che prevede di lanciare tale sistema già tra 4 anni nel 2020 presentando a breve i primi prototipi funzionanti.

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Lavorano al progetto gli ingegneri di A3, società di proprietà di Airbus, i quali hanno deciso di lanciarsi nel 2016 in questa avventura ideando questo incredibile sistema di volo autonomo.

Ciò che ha dato loro fiducia nella realizzazione di un progetto così avanzato sono stati diversi fattori; tra questi, lo stato dell’arte dei sistemi di intelligenza artificiale nei sistemi di guida oggi particolarmente avanzati ed affidabili, l’uso di materiali ultraleggeri ma estremamente resistenti e la possibilità di utilizzare batterie la cui tecnologia consente di ottenere sufficiente energia e durata.

La realizzazione del prototipo completamente funzionante è già prevista per la fine di questo 2017 e la speranza di veder volare Vahana per la fine del 2020.

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Rodin Lyasoff, amministratore delegato di Airbus Group ha commentato il progetto affermando che l’aerodinamica di questo mezzo innovativo è già in fase di avanzata realizzazione, avendo ottenuto un mezzo capace di volare con un solo motore e con un software in grado di controllarlo e guidarlo con una sicurezza del 100%. Vahana dovrà essere in grado di volare da un punto ad un altro con assoluta certezza evitando tutti i possibili ostacoli che potrebbero frapporsi tra i due luoghi da congiungere.

Inoltre, Lyasoff, ha affermato che Airbus rilascerà i codici di questo nuovo sistema di volo in modo che tutti ne possano trarre beneficio.

Non ci resta che aspettare e sperare che questo progetto possa diventare realtà. A quel punto ci si porrà un’ulteriore domanda: chi supererà la propria reticenza e si proporrà come passeggero per un volo sui cieli della propria città su un mezzo privo di pilota?

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Feb 072017
 

Print

Tanti cambiamenti, piccoli a volte poco visibili ed altri più evidenti come il nostro nuovo banner che racchiude, in quella piccola striscia, molti degli elementi che ci contraddistinguono.

Modernissimi mezzi di trasporto come il Frecciarossa delle Ferrovie dell Stato, fiore all’occhiello del nostro sistema di trasporti e il fiammante Boeing 747 800 Dreamliner, riedizione in chiave moderna del gigante dei cieli che da decenni trasporta nel mondo milioni di passeggeri. Due primizie tecnologiche ma anche due simboli che virtualmente ci accompagnano in questo viaggio, con la mia guida, nel mondo della scuola e dell’Innovation Technology. La “O” come un drone, divenuto oramai simbolo di quest’epoca con un successo e una diffusione planetaria arricchisce e completa il nuovo logo. Il tutto su un fondo di acciaio satinato, simbolo di forza e tenacia, quella che ci ha contraddistinti in questi lunghi 5 anni e che ci hanno portato a diventare il sito Web dell’Anno nel 2016.

chart-iconE continuiamo a cresce: gennaio è stato il mese con più visualizzazioni nella nostra storia con 52.883 visualizzazioni e circa 25.000 utenti unici. La settimana scorsa ancora un record assoluto con 13.429 visualizzazioni e la crescita non si arresta grazie, ancora una volta, a tutti voi.

WIDGET

WIDGET SETTORI
Come dicevo tante novità, come ad esempio la nuova grafica per i widget sulle categorie principali, semplici come sempre da navigare, più moderni e graficamente coerenti con il resto del sito.

SERIE E CONTENUTI

Nuovi contenuti raccolti per tipologia, come la recentissima serie sui Metalli che piano piano si arricchirà di altri elementi o la serie sul disegno digitale con i comandi grafici per utilizzare i programmi C.A.D. (Computer Aided Design), con lezioni, guide e tutorial sugli argomenti per le classi 2.0.

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SOTTO IL COFANO

Piccoli ma continui aggiustamenti e arricchimenti al catalogo tecnologico di questo sito. Regolarmente nuove mappe concettuali nella sezione TechMappe e nuovi video da guardare e scoprire nella nostra Docuteca.

Aggiornamenti dei contenuti per gli articoli più importanti con adeguamenti alle innovazioni tecnologiche e ai cambiamenti, inevitabili, in questo mondo in continua evoluzione. E al tempo stesso rielaborazione di alcuni successi nella nuova versione ioStudio, quindi facilitati per alunni con DSA o BES.

Grande successo (mi è stato appena confermato dalla Lattes) anche per ilTechnoLOGICO, l’altro blog a mia firma che aggiorna su didattica e innovazione con indici di visualizzazione in costante crescita.

Altre novità bollono in pentola, ma vedranno la luce piano piano nel tempo.

Quindi cos’altro dirvi se non un’immenso

GRAZIE

Feb 062017
 
I METALLI#2 (FERRO E ACCIAIO)
Indice Argomenti
1 IL FERRO E L’ACCIAIO
2 ALTOFORNO E PROPRIETÀ DELLA GHISA
3 IL CONVERTITORE E L’ACCIAIO
4 IL LAMINATOIO
5 MAPPA CONCETTUALE DELL’ARGOMENTO
6 APPROFONDISCI CON I VIDEO
Lezioni Precedenti sui Metalli
#1 I METALLI (PROPRIETÀ)
Prossime Lezioni sui Metalli
#3 I METALLI (ALLUMINIO)

Acciaio01

IL FERRO E L’ACCIAIO

L’acciaio è sicuramente la più importante delle leghe ottenute dall’uomo per le sue proprietà e per la quantità di impieghi. Si ottiene miscelando il metallo con maggiore presenza sulla Terra, il ferro, con il carbonio (carbon coke).

Ferro01Approfondisco: iferro è più usato di tutti i metalli, circa il 95% di tutto il metallo prodotto universalmente. E’ il metallo più abbondante sulla terra ed è considerato il decimo nell’universo. La maggior parte del ferro si trova sotto forma di ossidi contenuti in minerali quali ematite, magnetite e taconite.

carbon-cokeApprofondisco: il coke è un carbone artificiale che si ottiene quale residuo della distillazione secca del carbon fossile a temperatura elevata. Si presenta come un materiale di colore grigio più o meno chiaro, leggero e molto poroso, con lucentezza più o meno evidente.

La produzione dell’acciaio avviene in un impianto Siderurgico (dal greco, lavorazione del ferro) ma non può avvenire in modo diretto, perché bisogna produrre per prima la ghisa, un’altra lega del ferro.

Ghisa01Approfondisco: la ghisa è una lega ferro-carbonio caratterizzata da un tenore di carbonio compreso fra l’1,9% e il 5,5%. Si ottiene direttamente nell’altoforno dai minerali di ferro ed è detta ghisa d’altoforno o ghisa madre e viene prevalentemente usata per produrre, mediante affinazione, i diversi tipi di acciaio. Possiede le seguenti proprietà: è dura, fragile, poco resistente alla trazione e flessione, è resistente alla compressione e alla corrosione, non è malleabile, fonde a temperatura non molto elevata, consente la realizzazione di pezzi, per colaggio, anche molto complessi.

I passaggi che portano alla produzione dell’acciaio sono dunque i seguenti:

  • estrazione dei minerali ferrosi;
  • produzione della ghisa (altoforno);
  • produzione dell’acciaio (convertitore);
  • laminatoio.

Il processo siderurgico inizia con l’estrazione dei minerali metalliferi contenenti il ferro dalle cave o dalle miniere (il ferro non si trova allo stato puro in natura). Come per molti metalli, si effettua la loro frantumazione ed una successiva macinazione. Questi vengono lavati da polveri ed impurità e divisi in categorie a seconda della concentrazione dei metalli contenuti, mediante separazione magnetica o gravitazionale. Seguono poi le operazioni di flottazione, vagliatura, calibratura, essiccazione, calcinazione e arrostimento dei minerali. A questo punto i minerali di ferro sono stati ripuliti dalla maggior parte delle impurità e sono pronti per essere fusi negli altiforni.

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ALTOFORNO E PRODUZIONE DELLA GHISA
Altoforno

Altoforno

L’altoforno è un forno a funzionamento continuo per la produzione della ghisa. Il suo nome deriva dalle sue dimensioni, infatti può raggiungere un’altezza di 100 metri e un diametro di 10.

E’ costituito da un ingresso superiore per la carica dei materiali chiamata bocca, da due tratti tronco-conici, di cui il tino costituisce il cono superiore e la sacca quello inferiore, uniti da una sezione cilindrica centrale chiamata ventre. La carica avviene dall’alto, dalla bocca, a strati di coke e minerale ferroso che vengono gettati alternativamente. In basso troviamo un altro anello cilindrico chiamato crogiolo, dove si deposita la ghisa madre e le scorie dette anche loppe.

È un forno a vento perché per raggiungere tali  temperature è necessario insufflare ossigeno dal basso.

La struttura del forno è costituita esternamente da una corazza di acciaio rivestita, internamente, da mattoni refrattari su un sottostrato di cemento anch’esso refrattario e le pareti del forno sono raffreddate da tubazioni d’acqua nelle zone più calde.

Dall’alto verso il basso la temperatura aumenta gradualmente passando dai 400°C della bocca ai 1600°C del crogiolo.

Altoforno02

Parti e temperature dell’altoforno

La carica avviene dall’alto attraverso la bocca, con strati alterni di minerale (ossidi, ricchi di ferro, come ematiti, limoniti, magnetiti), fondente (calcare, dolomite, silice e talvolta bauxite) e coke.

I materiali scendendo lungo il forno incontrano temperature sempre più alte avviando una serie di trasformazioni fisico/chimiche che portano alla fusione del ferro e del fondente (ad esclusione del coke) fino alla formazione della ghisa.

Nel crogiolo sono disposti in alto due fori per la fuoriuscita delle loppe che galleggiano sopra la ghisa perché aventi peso specifico inferiore e in basso, appena sopra il fondo, due fori di colata della ghisa madre.

L’attività dell’altoforno, è definita a ciclo continuo perché non viene interrotta mai. Questo è dovuto al fatto che nell’altoforno per raggiungere le temperature necessarie, serve molta energia e tanto tempo, per cui il suo raffreddamento non è possibile; inoltre, un eventuale abbassamento della temperatura interna, comporterebbe la solidificazione del metallo che di fatto renderebbe inutilizzabile il forno stesso.

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IL CONVERTITORE E L’ACCIAIO

Le materie prime per la produzione dell’acciaio sono:

  1. la ghisa greggia, proveniente dall’altoforno, che viene affinata (riduzione della percentuale del carbonio e delle impurità) ;
  2. il rottame di ferro, derivato da recuperi civili e industriali ;
  3. le ferroleghe, che sono leghe di ferro particolari, che vengono usate solo per la produzione di acciai; contengono una percentuale di carbonio generalmente molto bassa (dallo 0,1% all’1%):
  4. altri metalli come silicio, manganese, cromo, nichel, cobalto ecc… che vengono aggiunte agli acciai per migliorarne le caratteristiche.

La ghisa viene trasportata nell’acciaieria tramite siviere o tramite un carro ferroviario chiamato carro siluro.

Avesta, Heavy Lifting, Process Cranes

Siviera

Entrambi, realizzati in acciaio con rivestimento interno in mattoni refrattari, possono ruotare sul proprio asse per scaricare il loro contenuto. Le siviere, sono dei grandi contenitori con la forma di un bicchiere che trasportati e sospesi tramite carri ponti, versano il contenuto (ghisa) all’interno dei convertitori. I carri siluro hanno lo stesso scopo, ma vengono utilizzati quando il tragitto da compiere verso, l’acciaieria è maggiore.

Carro siluro

Carro siluro

La produzione dell’acciaio avviene attraverso dei forni chiamati convertitori ed iniziò a livello industriale nel 1856 grazie al genio inventivo di Herry Bessemer che, grazie a quello che fu definito forno Bessemer, rese possibile la produzione dell’acciaio in un’unica fase e in grandi quantità.

Convertitore Bessemer

Convertitore Bessemer

Schema di un convertitore Bessemer

Schema di un convertitore Bessemer

Il forno ha un capacità variabile da 10 a 20 tonnellate di ghisa fusa con un’altezza compresa tra i 6 e gli 8 metri e un diametro tra 3 e 4 metri. L’interno anche in questo caso è rivestito da materiale refrattario (mattoni) ed ha un movimento basculante che, grazie alla forma, consente un caricamento e un svuotamento rapido del forno. Tramite un tubo sul fondo, viene immessa aria calda che entrando in reazione alle alte temperature con il carbonio contenuto nella ghisa, lo brucia consentendo di abbassare il suo tenore e trasformando così la fragile ghisa in resistentissimo acciaio.

Forno LD

Forno L.D.

La moderna evoluzione del convertitore Bessemer è oggi rappresentata dai convertitori ad ossigeno L.D. (L sta per Linz e D sta per Donawitz, città austriache dove per la prima volta nel 1952 e 1953 il forno fu adottato). Carica, eliminazione delle scorie e introduzione dell’ossigeno avvengono dall’alto, dalla bocca, mentre la fuoriuscita dell’acciaio avviene da un’apertura laterale.

L’introduzione dell’ossigeno a grande pressione e in grande quantità fa in modo da eliminare quasi tutte le scorie e produrre un acciaio di elevatissima qualità, motivazione che ha permesso a questo metodo di imporsi sugli altri.

Approfondisco: l’acciaio è una lega ferro-carbonio caratterizzata da un tenore di carbonio inferiore al 2% ottenuta per riduzione del carbonio dalla ghisa nel convertitore.

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IL LAMINATOIO
Laminatoio

Laminatoio

E’ un processo di riduzione dell’altezza o cambio di sezione di un pezzo attraverso la pressione applicata tramite due rulli rotanti (calandre).

Laminatoio2

La laminazione rappresenta il 90% dei processi di lavorazione per deformazioni ed è stata sviluppata nel 1500; si producono principalmente laminati che si suddividono in: piastre (spessore minore 6 mm), fogli o lamiere (spessore maggiore 6 mm). La laminazione viene effettuata a caldo o a freddo.

La laminazione a caldo serve uniformare il pezzo dimensionalmente e chiudere la porosità e avviene in generale ad una temperatura prossima ai 1000°C.

Si produce la bramma che può essere a sezione quadrata o rettangolare. Da questa si possono produrre con successivi passaggi travi di varia sezione oppure rotaie ferroviarie.

Dalle bramme, è possibile produrre pezzi più piccoli detti billette di sezione quadrata o tonda da utilizzare successivamente per la trafilatura.

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MAPPA CONCETTUALE

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APPROFONDISCI CON I VIDEO
ALTOFORNO: SCHEMA E FUNZIONAMENTO LA NOSTRA VITA SENZA I METALLI
Durata: 1:34 Durata: 8:40
CICLO DI PRODUZIONE ACCIAIO CENTRO SIDERURGICO: ALTOFORNO
Durata: 1:23 Durata: 3:08
ACCIAIO INOX IL CICLO DEL RICICLO: ACCIAIO
Durata: 4:11 Durata: 1:18

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Feb 042017
 
I METALLI#1
Indice Argomenti
1 METALLI, NON METALLI E SEMI-METALLI
2 PROPRIETÀ DEI METALLI
3 LE LEGHE METALLICHE
4 MAPPA CONCETTUALE DELL’ARGOMENTO
5 APPROFONDISCI CON I VIDEO
Prossime Lezioni sui Metalli
#2 I METALLI (IL CICLO SIDERURGICO) 
#3 I METALLI (ALLUMINIO)

Metalli01

METALLI, NON METALLI E SEMI-METALLI

Sono un gruppo di elementi chimici con ottime proprietà fisiche, meccaniche e tecnologiche. Sono generalmente molto resistenti, lucenti e buoni conduttori di elettricità e calore. La maggior parte dei metalli sono opachi, cioè non si può guardarvi attraverso e a temperatura ambiente sono solidi tranne il mercurio.

In natura difficilmente si trovano allo stato puro, ma sotto forma di minerali che li contengono e da cui con procedimenti fisico/chimici debbono essere estratti.

Queste caratteristiche li rendono unici a tal punto da definire una categoria a parte anche in chimica sulla Tabella Periodica degli Elementi.

Proprieta_Periodiche

Tabella Periodica degli Elementi

Oltre ai Metalli, in natura, le altre categorie presenti sono i Non Metalli e i Semi-Metalli.

Carbone07

Carbonio

non metalli sono quegli elementi chimici che presentano caratteristiche fisiche opposte a quelle dei metalli. A temperatura e pressione ambiente esistono in tutti gli stati della materia: possono essere gassosi (ossigeno e azoto), liquidi (bromo) e solidi (carbonio e zolfo). Sono fragili e hanno solitamente bassi punti di fusione. Sono non metalli: Azoto, Idrogeno, Carbonio, Ossigeno, Fluoro, Fosforo, Zolfo, Cloro, Selenio, Bromo e Iodio. Fanno parte dei non metalli anche i gas nobili.

Metalli02

Processore in Silicio

semimetalli sono elementi che hanno proprietà intermedie tra quelle dei metalli e quelle dei non metalli. Hanno aspetto lucente, conducibilità termica ed elettrica (come i metalli), fragilità. A temperatura ambiente sono allo stato solido e sono sette: Silicio, Germanio, Antimonio, Arsenico, Boro, Tellurio e Astato anche se l’Ununseptio potrebbe essere inserito presto tra questi.

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PROPRIETA’ DEI METALLI

I metalli sono dei materiali che presentano grandi proprietà sia fisiche che, meccaniche e tecnologiche, vediamo quali.

PROPRIETA’ FISICHE E CHIMICHE

  • Massa volumica: la massa volumica è il rapporto fra la massa e il volume.
  • Corrosione: fenomeno chimico che provoca il graduale deterioramento di una sostanza solida per effetto di agenti esterni.
  • Conduttività termica: la conduttività termica descrive il trasporto di energia sotto forma di calore.
  • Conducibilità di elettricità: misura della capacità di un materiale a condurre una corrente elettrica.
  • Temperatura di fusione: la temperatura di fusione è la temperatura alla quale un materiale passa dallo stato solido a quello liquido.

PROPRIETA’ MECCANICHE

  • Trazione: forza che agisce su un corpo in modo da provocarne l’allungamento delle fibre nella direzione della forza stessa.
  • Compressione: quando le forze dirette lungo l’asse tendono ad accorciare le fibre.
  • Taglio: un corpo è sollecitato dal taglio quando le forze applicate tendono a far scorrere uno sull’altro due piani vicini.
  • Torsione: un corpo è sollecitato a torsione quando le forze applicate tendono a torcere le sue fibre.
  • Flessione: un corpo è sollecitato a flessione quando le forze applicate perpendicolarmente al suo asse tendono a curvarlo.
  • Durezza: è la resistenza che il materiale oppone alla penetrazione di una punta cioè alla scalfitura.
  • Fatica: è la resistenza dei materiali a sforzi variabili e ripetuti (ad esempio una molla).

PROPRIETA’ TECNOLOGICHE

  • Fusibilità: la fusibilità è l’attitudine di un materiale a essere trasformato in prodotto finito mediante fusione.
  • Malleabilità: la malleabilità è l’attitudine di un materiale a essere trasformato in lamine.
  • Duttilità: la duttilità è l’attitudine di un materiale a essere trasformato in fili senza rompersi quando sono tirati.
  • Saldabilità: la saldabilità è l’attitudine di un pezzo a unirsi con un altro pezzo mediante riscaldamento delle parti a contatto.
  • Temprabilità: la temprabilità è l’attitudine dei metalli di aumentare la resistenza esterna di un metallo tramite raffreddamento rapido dopo la fusione.

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LE LEGHE METALLICHE

La fusibilità, in particolare, ha consentito all’uomo di combinare i metalli tra di loro o con altri non metalli, per formare quelli che chiamiamo Leghe Metalliche.

Approfondisco: si definiscono leghe metalliche, quei miscugli intimi costituiti da uno o più metalli o non metalli di cui almeno uno deve essere un metallo.

La realizzazione delle leghe metalliche è finalizzata alla creazione di nuovi materiali di migliore qualità, capaci di superare i limiti del metallo da cui scaturiscono (ad esempio l’acciaio supera grandemente le prestazioni del ferro da cui deriva e l’acciaio inossidabile, addirittura non arrugginisce mai).

Il processo di lavorazione dei metalli, prende il nome di Metallurgia e include tutti i metalli tranne il ferro il cui ciclo di lavorazione prende il nome di Siderurgia.

Sono leghe metalliche, ad esempio, la ghisa e l’acciaio ottenute da ferro e carbonio, il bronzo ottenuto da rame e stagno, l’ottone ottenuto da rame e zinco.

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MAPPA CONCETTUALE

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APPROFONDISCI CON I VIDEO
I METALLI LA NOSTRA VITA SENZA I METALLI
Durata: 3:12 Durata: 8:40

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