Presentazione

Organizzazione della Didattica

DM270
SCIENZA DEI MATERIALI


12

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
02/10/201719/01/2018

Tipologia

TipologiaAmbitoSSDCFU
affine/integrativo Nessun ambitoGEO/066


Responsabile Insegnamento

ResponsabileSSDStruttura
Prof. ARTIOLI GILBERTOGEO/06Dipartimento di Geoscienze

Altri Docenti

DocenteCoperturaSSDStruttura
-N.D.

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.

M. De Graef, M.E. McHenry, Structure of Materials. An introduction to crystallography, diffraction, and symmetry.. Cambridge: Cambridge University Press, 2007 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