Presentazione

Organizzazione della Didattica

DM270
SCIENZA DEI MATERIALI


12

Corsi comuni

 

Frontali Esercizi Laboratorio Studio Individuale
ORE: 96 0 0 85

Periodo

AnnoPeriodo
III anno2 semestre

Frequenza

Obbligatoria

Erogazione

Convenzionale

Lingua

Italiano

Calendario Attività Didattiche

InizioFine
27/02/201709/06/2017

Tipologia

TipologiaAmbitoSSDCFU
caratterizzanteDiscipline chimiche industriali e tecnologicheCHIM/043
caratterizzanteDiscipline chimiche industriali e tecnologicheCHIM/052
affine/integrativo Nessun ambitoING-IND/227


Responsabile Insegnamento

ResponsabileSSDStruttura
Prof. MARTUCCI ALESSANDROING-IND/22DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA INDUSTRIALE

Altri Docenti

DocenteCoperturaSSDStruttura
Prof.ssa MAREGA CARLAIstituzionaleCHIM/04Dipartimento di Scienze Chimiche

Attività di Supporto alla Didattica

Non previste.

Bollettino

Esami di chimica, fisica e matematica del primo e secondo anno

Conoscenze di base sulla relazione tra struttura e proprietà delle diverse classi di materiali.

Lezioni frontali. Informazioni aggiuntive per gli studenti della Laurea Triennale in Scienza dei Materiali Il corso di Scienza dei Materili è diviso in due moduli. Il modulo B è mutuato dal corso di Fondamenti di Scienza dei Materiali, mentre il Modulo A è tenuto dalla Prof.ssa C. Marega. Il programma del modulo A è il seguente: Introduzione alla Polymer Science. Definizioni e termini relativi ai polimeri. Classificazione dei polimeri. Generalità sulle soluzioni e frazionamento. Metodi di determinazione dei pesi molecolari medi: osmometria, light scattering, viscosimetria, GPC. Tecniche spettroscopiche UV-Visibile, IR, NMR. Polimeri amorfi. Polimeri e cristallinità. Analisi termica (DSC, TGA). Diffrazione dei raggi X ad alto e basso angolo. Microscopia ottica ed elettronica. Elementi di viscoelasticità lineare. Proprietà meccaniche e loro misura. Reologia e reometria. L'esame si svolgerà in forma orale.

Struttura dei materiali Il legame chimico. Curve del potenziale e della forza di legame. Caratteristiche del legame ionico. Caratteristiche del legame covalente, metallico e dei legami deboli. Introduzione alle strutture cristalline. Reticoli di Bravais. Reticoli di Bravais. Notazioni cristallografiche. Cristalli metallici. Fattore d’impaccamento. Strutture CFC, EC e CCC. Sistemi di facile scorrimento. Cristalli ionici. Cristalli covalenti e cristalli molecolari. Cristallinità nei polimeri. Difetti nei cristalli. Difetti puntuali e loro concentrazione di equilibrio. Dislocazioni lineari, elicoidali e miste. Interazioni tra dislocazioni e con difetti. Sorgente di Frank-Read. Difetti superficiali. Aspetti termodinamici Trasformazioni nei materiali: aspetti termodinamici. Regola delle fasi di Gibbs. Diagramma a due componenti miscibili allo stato solido. Regola della leva inversa. Sistemi a totale immiscibilità ed a parziale miscibilità. Sistemi con eutettoide, peritettico, composti intermedi a fusione congruente ed incongruente. Superfici ed energia superficiale/interfacciale. Legge di Laplace. Effetto capillare. Proprietà delle superfici curve. Interazioni tra fasi ed angolo di bagnabilità. Aspetti cinetici Trasformazioni di fase: aspetti cinetici. Processi diffusivi. Meccanismi diffusivi nei solidi. Prima e seconda legge di Fick. Dipendenza dalla temperatura e dal meccanismo diffusivo. Teoria della nucleazione omogenea. Nucleazione eterogenea. Accrescimento. Curve di raffreddamento e microstrutture di solidificazione. Trasformazioni di non equilibrio. Accrescimento della grana cristallina. Sinterizzazione. Stato vetroso e sua fenomenologia di formazione. Cinetica della transizione vetrosa Modello e regole di Zachariasen. Ossidi formatori e modificatori. Proprietà dei materiali Proprietà meccaniche: Concetti di sforzo e deformazione unitaria. Comportamento elastico: legge di Hooke e interpretazione atomica. Comportamento anelastico. Comportamento plastico. Sforzo teorico per lo scorrimento di piani cristallini. Deformazione plastica di un monocristallo e di un materiale policristallino. Incrudimento e ricristallizzazione. Comportamento viscoso e legge di Newton. Cenno al comportamento non-newtoniano. Comportamento viscoelastico. Caratteristiche della frattura fragile. Sforzo teorico di decoesione: previsione teorica. Criterio della concentrazione dello sforzo. Criterio energetico di Griffith. Concetto di KIc. Durezza e microdurezza. Cenni alla statistica di Weibull. Creep: cenni sulle generalità del fenomeno. Proprietà termiche: Capacità termica e dilatazione termica: definizioni e interpretazioni atomiche. Conducibilità termica: definizione e cenni all’interpretazione. Tensioni termiche in condizioni di vincolo mono-, bi- e tri-assiale. Shock termico: fenomeno, prove, fattori di merito. Proprietà chimiche: Cenni sulla corrosione ed il degrado dei materiali metallici, ceramici e polimerici. Proprietà ottiche: Riflessione, Trasmissione e Assorbimento. Rifrazione e indice di rifrazione. Origine del colore dei materiali. Diffusione. Classi di materiali e loro processi di produzione Metalli: Diagramma ferro-carbonio. Trattamenti termici (curve TTT e CCT, ecc.). Ghise. Acciai (tipi principali). Cenni alle tecnologie di produzione (colata, lavorazioni per deformazione plastica). Ceramici: Processi di produzione: finalità e modalità di esecuzione delle fasi principali. Ceramici tradizionali principali. Principali tipi di refrattari. Cenni sui ceramici avanzati. Cementi e calcestruzzi. Vetri: Processi di produzione: finalità e modalità di esecuzione delle fasi principali, con riferimento al vetro piano ed al vetro cavo. Cenni sul processo di tempra termica e chimica.

Esame scritto

La valutazione dello studente si baserà sulla comprensione degli argomenti svolti, sull'acquisizione dei concetti e delle metodologie proposte e sulla capacità di applicarli in modo consapevole ed autonomo.

Massimo Guglielmi, Fondamenti di scienza dei materiali. : Libreria Progetto, 0

Gli studenti potranno scaricare i lucidi delle lezioni dalla piattaforma moodle del DII. Testi per il modulo A del corso di Scienza dei Materiali, per gli studenti della Laurea Triennale in Scienza dei Materiali: Principles of Polimerization, G.Odian, Wiley-Interscience Fondamenti di scienza dei polimeri, AIM-Pacini editore (1998) Fundamental of Polymer Science: an Introductory Text, P: Painter, M.M.Coleman, CRS Press.