Presentazione

Organizzazione della Didattica

DM270
SCIENZA DEI MATERIALI


6

Corsi comuni

 

Frontali Esercizi Laboratorio Studio Individuale
ORE: 32 20 0 68

Periodo

AnnoPeriodo
II anno1 semestre

Frequenza

Obbligatoria

Erogazione

Convenzionale

Lingua

Italiano

Calendario Attività Didattiche

InizioFine
01/10/201523/01/2016

Tipologia

TipologiaAmbitoSSDCFU
affine/integrativo Nessun ambitoGEO/066


Responsabile Insegnamento

ResponsabileSSDStruttura
Prof. ARTIOLI GILBERTOGEO/06Dipartimento di Geoscienze

Altri Docenti

Non previsti.

Attività di Supporto alla Didattica

Non previste.

Bollettino

Nozioni di chimica generale, elementi di trigonometria, calcolo matriciale, proprietà della radiazione elettromagnetica.

Il corso vuole fornire (1) i concetti indispensabili per una comprensione delle proprietà geometrico-strutturali e chimico-fisiche dello stato cristallino, (2) permettere allo studente di poter affrontare la letteratura di tipo cristallografico-strutturale (incluse le Tabelle Internazionali di Cristallografia), (3) introdurre i fondamenti dell’utilizzo delle tecniche diffrattometriche di raggi-X per polveri nella caratterizzazione di materiali.

Lezioni frontali sugli argomenti del corso. Esercitazioni e laboratori: - riconoscimento ed intepretazione di gruppi puntuali (simmetria morfologica) - riconoscimento ed interpretazione di gruppi planari e spaziali - indicizzazione di spettri di diffrazione - raccolta di dati sperimentali XRPD (preparazione campione, uso del diffrattometro in geometria Bragg-Brentano) - identificazione di fasi cristalline da dati XRPD (software HighScore Plus, database PDF-2, ICSD) - introduzione alle tecniche di raffinamento Rietveld (software GSAS, HighScore Plus)

(1) Cristallo ideale: concetto di ordinamento periodico tridimensionale, descrizione intuitiva, grafica e matematica (funzione delta di Dirac). Concetto di reticolo semplice e multiplo in tre dimensioni, descrizione vettoriale, cella cristallografica, unità asimmetrica, descrizione del cristallo ideale infinito. Introduzione agli operatori ed agli elementi di simmetria cristallografica. Relazione fra i 32 gruppi di simmetria puntuale ed la simmetria delle proprietà fisiche, principio di Neumann. Descrizione della simmetria delle strutture cristalline, i 230 gruppi spaziali, tabelle moltiplicative. Uso delle Tabelle Internazionali di Cristallografia. Cenni di calcolo cristallografico: trasformazioni di coordinate, matrice metrica, distanze ed angoli di legame. Banche dati cristallografiche. (2) Introduzione alla fisica della diffrazione: diffusione da un elettrone, da un atomo, fattori di diffusione, diffusione da una cella elementare e da un reticolo tridimensionale. Trasformate ed antitrasformate di Fourier: relazione tra spazio diretto e reciproco. Condizioni di Laue, sfera di Ewald, legge di Bragg. Estinzioni sistematiche, legge di Friedel. Indicizzazione degli spettri di diffrazione. Richiami delle principali tecniche sperimentali utilizzate in diffrazione: cristallo singolo, polveri. Approfondimenti delle geometrie sperimentali per diffrazione di polvere con radiazione monocromatica e policromatica. Approfondimenti sull’utilizzo e l’interpretazione degli spettri di diffrazione da materiali policristallini: analisi qualitativa, quantitativa, strutturale, microstrutturale, tessiturale. Cenni di analisi a profilo completo (Rietveld), funzioni analitiche che descrivono i picchi di diffrazione, significato fisico dei parametri raffinati.

Verifiche scritte periodiche durante il corso. Esame orale finale.

Risultati delle prove effettuate durante il corso. Abilità di comprensione e profondità delle conoscenze dimostrate dallo studente durante l'esame finale sugli argomenti del corso.

C. Hammond, The basics of crystallography and diffraction, 3rd Edition. IUCr Texts in Crystall. Vol 12: Oxford University Press, 2009 A. Guagliardi, N. Masciocchi eds., Analisi di Materiali Policristallini mediante tecniche di diffrazione. : Insubria University Press, 2007

Appunti di lezione: tutte le lezioni, il materiale didattico, gli esercizi sono disponibili in rete: http://geo.geoscienze.unipd.it/studenti/artioli/cryst/structure_of_solids.html