(ore totali) lezioni: 100 Francesco MARINO
esercitazioni: 6 laboratori: 6
REQUISITI
Chimica, Fisica I, Analisi I
PRESENTAZIONE DEL CORSO:
L'insegnamento si pone come obiettivo principale la descrizione delle caratteristiche e delle proprietà dei materiali, secondo un'ottica impostata su base unitaria. Il filo conduttore sarà costituito dalla costante correlazione tra la microstruttura e le proprietà chimico-fisico-meccani-che delle tre classi tipichimico-fisico-meccani-che di materiali (ceramici, polimerici, metallici). Vengono impartite le varie nozioni indispensabili allo studente per poter affrontare nel miglior modo gli insegna-menti successivi di tipo specialistico, nei quali verranno descritti gli aspetti più propriamente tecnologici e applicativi dei materiali
PROGRAMMA:
Introduzione e generalità
Legame atomico e proprietà macroscopiche: curve di Condon-Morse
Impacchettamento atomico: ordine a corta distanza. Poliedri di legame: di coordinazione e impacchettamento ionico. Significato delle strutture di impacchettamento locale.
Strutture cristalline: Sistemi cristallini e reticoli di Bravais, celle unitarie e primitive.
Soluzioni solide ordinate e disordinate, superreticoli. Posizioni reticolari, direzioni e piani: loro indicizzazione. Fattori di impacchettamento. Interstizi. Sistemi di slittamento. Dai reticoli alle strutture: descrizione delle principali per le varie classi di materiali.
Difetti cristallini: Classificazione. Difetti zero-mono-bi-tridimensionali: aspetti termodinamici configurazionali e tecnologici.
Solidi non cristallini: Vetri, polimeri, vetri metallici, quasicristalli, frattali
Fenomeni termici e trasformazioni di fase: Calore specifico, livelli vibrazionali e dilatazione ter-mica. Diffusione: meccanismi e leggi che la regolano. Trasformazioni di fase: differenti classifi-cazioni, aspetti termodinamici. ucleazione e crescita nei metalli puri, transizione vetrosa e stato amorfo, trasformazione spinodale, martensitica, ordine disordine. Trasformazioni di non equilibrio. Cinetica delle trasformazioni, aspetti statistici e curve TTT.
Diagrammi di fase binari: Diagrammi dell' energia libera in funzione della temperatura.
Solubilità completa e parziale, eutettico e peritettico, fasi intermedie, composti congruenti e incongruenti. Regola della leva e di Gibbs. Diagrammi ternari. Sviluppo microstrutturale durante il raffreddamento lento.
• Comportamento meccanico per le varie classi di materiali: Origine del comportamento elastico.
Deformazione elastica, plastica, anelastica, viscosa. Prove meccaniche: trazione, compressione, durezza, resilienza, fatica e creep. Frattura.
LABORATORI E/O ESERCITAZIONI
• Esercitazioni numeriche su strutture cristalline difetti, diffusione Lettura dei diagrammi di fase
Diffrattometria RX con risoluzioni di semplici strutture (Lab.) La microscopia: ottica, SEM, TEM (Lab)
ESAME
Gli argomenti di esame corrispondono a tuttoilprogramma svolto compresi quelli operativi affrontati nelle esercitazioni di laboratorio.
L'esame si svolge in un'unica fase e consiste nella discussione delle relazioni inerenti i risultati sperimentali delle misure di laboratorio. Durante la discussione vengono poste tre/ quattro domande di carattere teorico generale sui temi trattati a lezione. La durata complessiva dell'e-sameècompresa fra 45 e 60 minuti.
Il voto finaleèbasato su un giudizio complessivo sia sull'attività svolta durante l'anno sia sui risultati del colloquio finale, badando più agli aspetti concettuali che all'apprendimento mne-monico.
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E4590 SCIENZA DEI MATERIALI
(ore totali) lezioni: 100 Francesco MARINO
esercitazioni: 6 laboratori: 6
REQUISITI
Chimica, Fisica I, Analisi I
PRESENTAZIONE DEL CORSO:
L'insegnamento si pone come obiettivo principale la descrizione delle caratteristiche e delle proprietà dei materiali, secondo un'ottica impostata su base unitaria. Il filo conduttore sarà costituito dalla costante correlazione tra la microstruttura e le proprietà chimico-fisico-meccani-che delle tre classi tipichimico-fisico-meccani-che di materiali (ceramici, polimerici, metallici). Vengono impartite le varie nozioni indispensabili allo studente per poter affrontare nel miglior modo gli insegna-menti successivi di tipo specialistico, nei quali verranno descritti gli aspetti più propriamente tecnologici e applicativi dei materiali
PROGRAMMA:
Introduzione e generalità
Legame atomico e proprietà macroscopiche: curve di Condon-Morse
Impacchettamento atomico: ordine a corta distanza. Poliedri di legame: di coordinazione e impacchettamento ionico. Significato delle strutture di impacchettamento locale.
• Strutture cristalline: Sistemi cristallini e reticoli di Bravais, celle unitarie e primitive.
Soluzioni solide ordinate e disordinate, superreticoli. Posizioni reticolari, direzioni epiani: loro indicizzazione. Fattori di impacchettamento. Interstizi. Sistemi di slittamento. Dai reticoli alle strutture: descrizione delle principali per le varie classi di materiali.
• Difetti cristallini: Classificazione. Difetti zero-mono-bi-tridimensionali: aspetti termodinamici configurazionali e tecnologici.
Solidi non cristallini: Vetri, polimeri, vetri metallici, quasicristalli, frattali
Fenomeni termici e trasformazioni di fase: Calore specifico, livelli vibrazionali e dilatazione ter-mica. Diffusione: meccanismi e leggi che la regolano. Trasformazioni di fase: differenti classifi-cazioni, aspetti termodinamici. Nucleazione e crescita nei metalli puri, transizione vetrosa e stato amorfo, trasformazione spinodale, martensitica, ordine disordine. Trasformazioni di non equilibrio. Cinetica delle trasformazioni, aspetti statistici e curve TIT.
Diagrammi di fase binari: Diagrammi dell'energia libera in funzione della temperatura.
Solubilità completa e parziale, eutettico e peritettico, fasi intermedie, composti congruenti e incongruenti. Regola della leva e di Gibbs. Diagrammi ternari. Sviluppo microstrutturale durante il raffreddamento lento.
Comportamento meccanico per le varie classi di materiali: Origine del comportamento elastico.
Deformazione elastica, plastica, anelastica, viscosa. Prove meccaniche: trazione, compressione, durezza, resilienza, fatica e creep. Frattura.
LABORATORI E/O ESERCITAZIONI
Esercitazioni numeriche su strutture cristalline difetti, diffusione Lettura dei diagrammi di fase
Diffrattometria RX con risoluzioni di semplici strutture (Lab.) La microscopia: ottica, SEM, TEM (Lab)
BIBLIOGRAFIA:
w.
C. Moffat, C.W. Pearsall, J. WuIff. "Struttura e Proprietà dei Materiali% Casa Editrice Ambrosiana, MilanoJ.c. Anderson, K.D. Leaver, RD. Rawlings, J.M. Alexander: "Materials Science", 4 h Edition, Van Nostrand Reinhold (UK)
D.R. Askeland: 'The Science and Engineering of Materials", 3 d Edition, Chapman and Hall D.A. Porter, K.E. Easterling: "Phase Transformations in Metals and Alloys", Van Nostrand Reinhold (UK)
J.F. ShakeIford: Introduction to Materials Science for Engineers", 4 th Edition, Prentice Hall Intemational
ESAME
Solo orale con eventuale soluzione di un esercizio del tipo trattato nelle esercitazioni numeriche.
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