P4630 Scienza e tecnologia dei materiali ceramici

Nel documento Ingegneria meccanica (pagine 145-148)

Anno:periodo5:1. Lezioni, esercitazioni,laboratori:85+10+ 1O(ore,nell'intero periodo) Docente:Ignazio Amato(col!ab.:Laura Montanaro)

Il corso intende fornire agli studenti interessati all'ingegneria dei materiali una adeguata conoscenza delle caratteristiche, della produzione e dell'uso dei materiali ceramici d'impiego industriale.

REQUISITI. Ènecessaria la conoscenza degli argomenti trattati nel corso di Chimica e diTecnologiadei materiali e chimicaapplicata.

PROGRAMMA Scienza ceramici. [9 ore]

I solidi: fondamenti teorici. L'ordine nei solidi. Cristalli estrutture cristalline. Solidi ionici e solidi covalenti: legami,strutture, proprietà. Solidi policristallini, microstrut-ture, ceramografia.

Comportamento superficiale dei solidi, energia superficiale, bagnabilità, capillarità, adsorbimento.

Proprietàceramici. [7 ore]

Solidi duttili e solidi fragili. Le proprietà dei solidi. Comportamento meccanico dei ceramici e tenacità alla frattura. Correlazioni proprietà- microstruttura.

Densificazione dei materialiceramici. [9ore]

I difettinei solidi e la diffusione. La densificazione per sinterizzazione. La teoria della sinterizzazione. Le proprietà dei solidi sottoposti a sinterizzazione:la superficie speci-fica. Le caratteristiche dei sinterizzati: la porosità aperta e chiusa, la dimensione dei pori. L'influenzadi gas occlusi nei pori e la regressionedella densità. Sinterizzazione a piùcomponenti solidi. Sinterizzazione in sistemi solido-liquido. Densificazione per pressaturaa caldo. Sinterizzazione e ricristallizzazione.

Tecnologia dei materiali ceramici .:[25 ore]

Lepolveri ceramiche: caratteristiche. I processi di produzione di polveri industriali. I processidi produzione di polveri speciali:sol-gel,evaporazione ed estrazionesolvente, reazione in fase vapore. Additivi di processo e'meccanismo d'azione. Meccanica delle particelle e reologia. I processi di preparazione delle polveri prima della formatura:

trasporto, macinazione, mescolamento,lavaggio, granulazione. I processi di formatura: pressatura, estrusione, colaggio. I processi di cottura: essicam ento,presinterizzazione,

sinterizzazione. Finitura e rivestimenti.

Prodotticeramici. [25 ore]

Ceramici baseossido: allumina e zirconia. Ceramici base nitruri:nitruro alluminio, nitruro di silicio, nitruro di boro. Ceramici base carburi: carburo tungsteno,carburo titanio, carburo silicio. Ceramici base boruro:boruro dizirconio. Ceramici base sili-ciuri:siliciuro dimolibdeno. Ceramici per sensori ed elettrolitisolidi. Metallo-cera-mici ed utensilida taglio. Vetro e vetro-ceramici. Diamantepolicristallino.

Irinforziceramici:le fibre di nitruro di silicio, gli whiskers dicarburo di silicio,le fibre di carbonio. Compositi ceramici e monocomposti ceramici.

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ESERCITAZIONI

Analisi strutturale: calcolo dellastruttura dialcuni materialiceramici. [3ore]

Analisimicrostrutturale:valutazione ecalcolo microst rutt uradi alcunimateriali cera-mici(grano medio, fattore di aspetto). [3ore]

Determinazione proprietà meccaniche: modulodi Young,tenacità a frattura , flessione a tre punti, durezzaVickerse Knoop. Statisticadi Weibull: esempiapplicativi. [4ore]

LABORATORIO

Le esercitazioni, con.squadre a numero limitato di studenti, riguarderanno quanto segue:

Identificazione dei costituenti in unamisceladiossidiceramicimediantediffrazione ai raggi X. [2ore]

Le tecniche microscopiche: SEM,TEM,HRTM,EDS,WDS. [2ore]

Valutazione caratteristiche meccaniche ceramici. [2ore]

Analisi granulometrica laser di polvericeramiche. [2ore]

Determinazione superfice specificaeporo sità. [2ore]

Analisitermotecniche e termofisiche(TGA, DTA, DSC,dilatometria). 12orci

BIBLIOGRAFIA

l.S.Reed, lntroduction to principles ofceramic processing; Pergam,New York.

R. Sersale, I materialiceramici ordinarie speciali,Ed. Ambrosiana.

l. Amato, Monografie.

L.Montanaro, Monografie.

ESAME

Orale con presentazione relazioni scritte, svolte durante le lezioni, ed elaborazioni svolte durante le esercitazioni.

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Siderurgia

Anno:pcriodo4: l Lezioni, esercitazioni, laboratori:5+ l (oresettimanali);70+ 15(nell'in tero periodo) Docente:Aurelio Burdese(collab.:Mario Rosso)

Il corso ha lo scopo di affinare la preparazione dell'ingegnerein campo metallurgico, fornendo conoscenze specialistiche sulle leghe ferrose,con particolare riferimento ai processi ed impianti siderurgici, senza però trascurare un più approfondito studio delle proprietà strutturali, meccaniche e chimiche dei prodotti siderurgicie delle loro caratte-ristiche di impiego.

Per una buona preparazione nel campo specifico occorrono buone nozionidi basesulle metallurgia generale, la tecnologia dei materiali metallici (trattamenti termici e mecca-nici), e dei materiali refrattari,la teoria e la pratica dei fenomeni di combustione e di trasmissione del calore.

Il corso si svolgerà con lezioni,integrate da esame di schemi costruttivi di impianti ed apparecchiature specifiche con visite a stabilimentisiderurgici. Essendo uncorso di tipo applicativo l'estensione degli argomenti potrà variare in modo significativo rispetto all'impegno previsto nel programma in dipendenza di opportuni aggiornamentidella tecnologia.

1995196DL P (mec) 149

REQUISITI. Termodinamicadell'ingegneriachimica,TecnoLogia dei materialie chi-mica applicata ,Metallurgia.

PROGRAMMA

Chimicafisica deiprocessisiderurgici. [20ore]

Equili bri omogenei ed eterogenei in sistemi di interesse siderurgico . Bagnimetallici.

Equilibri metallo - scoria . Equilibri di riduzione degli ossidi. Termodinamicadei 'pro-cessi siderurgici .

Teoriaepraticadei processiai riduzione. [30ore]

Riducibilitàdegli ossidi. Sistemicostituiti da ossidi in progressivariduzione. Equilibri di riduzione degli ossidi di ferrocon riferimento all'effetto di ossidiestranei, in partico-lare dei componenti delle scoriesiderurgiche. Riducenti. Riduzionidirettee indirette.

Combustibili. Preriscaldamento e ricupero di calore..

Classificazione e controllo di fornisiderurgici.

Ghisa. [IO ore]

Preparazionedel minerale. Altoforno ed impianti ausiliari. Altofornoelettricoe forni per ferroleghe. Seconda fusione. Inoculazione e colata. Sferoidizzazionee malleab ì-Iizzazione. Ghise legate. Caratteristiche di impiego delle ghise.

Acciaio. [IO ore]

Processi di preraffinazione ed affinazione. Disossidazione e colata. Fabbricazione di acciai speciali. Lavorazioni ed utilizzazione dell'acciaio. Trattamenti termici e caratte-ristiche strutturali e di impiego degli acciai. Comportamento in opera.

ESERCITAZIONI. Esame di schemi costruttivi e dimensionamento di apparecch iature ed impianti siderurgici. [15ore]

BIBLIOGRAFIA

A.Burdese,Metallurgia e tecnologia dei materiali metallici,UTET,Torino,1992.

W. Nicodemi,R.Zoja,Processi e impianti siderurgici,Tamburini;Milano.

G. Violi,Processi siderurgici, ETAS Kompass, Milano.

ESAME. Èprevisto un solo accertamento finale tramite un colloquioorale . Il calen-dario viene stabilito in occasione di ogni appello in modo dafavorirelamassim a fles-sibilità delle prove nel rispetto delle regole di Facoltà.

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