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a Ciclo Unico
Scuola di Ingegneria
INGEGNERIA CHIMICA E DEI MATERIALI
Insegnamento
FONDAMENTI DI SCIENZA DEI MATERIALI
IN02123336, A.A. 2017/18

Informazioni valide per gli studenti immatricolati nell'A.A. 2016/17

Principali informazioni sull'insegnamento
Corso di studio Corso di laurea in
INGEGNERIA CHIMICA E DEI MATERIALI
IN1840, ordinamento 2011/12, A.A. 2017/18
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Crediti formativi 9.0
Tipo di valutazione Voto
Denominazione inglese FUNDAMENTALS OF MATERIALS SCIENCE
Sito della struttura didattica http://icm.dii.unipd.it/ingegneria-chimica-e-dei-materiali/
Dipartimento di riferimento Dipartimento di Ingegneria Industriale (DII)
Sito E-Learning https://elearning.unipd.it/dii/course/view.php?idnumber=2017-IN1840-000ZZ-2016-IN02123336-N0
Obbligo di frequenza No
Lingua di erogazione ITALIANO
Sede PADOVA
Corso singolo È possibile iscriversi all'insegnamento come corso singolo
Corso a libera scelta È possibile utilizzare l'insegnamento come corso a libera scelta

Docenti
Responsabile ALESSANDRO MARTUCCI ING-IND/22

Mutuazioni
Codice Insegnamento Responsabile Corso di studio
SCP3049603 SCIENZA DEI MATERIALI ALESSANDRO MARTUCCI SC1163

Dettaglio crediti formativi
Tipologia Ambito Disciplinare Settore Scientifico-Disciplinare Crediti
CARATTERIZZANTE Ingegneria dei materiali ING-IND/22 9.0

Organizzazione dell'insegnamento
Periodo di erogazione Secondo semestre
Anno di corso II Anno
Modalità di erogazione frontale

Tipo ore Crediti Ore di
didattica
assistita
Ore Studio
Individuale
LEZIONE 9.0 72 153.0

Calendario
Inizio attività didattiche 26/02/2018
Fine attività didattiche 01/06/2018

Commissioni d'esame
Commissione Dal Al Membri
6 A.A. 2017/18 01/10/2017 30/11/2018 MARTUCCI ALESSANDRO (Presidente)
GUGLIELMI MASSIMO (Membro Effettivo)
BERNARDO ENRICO (Supplente)
BRUSATIN GIOVANNA (Supplente)
COLOMBO PAOLO (Supplente)
MAREGA CARLA (Supplente)
5 A.A. 2016/17 01/10/2016 30/11/2017 MARTUCCI ALESSANDRO (Presidente)
GUGLIELMI MASSIMO (Membro Effettivo)
BERNARDO ENRICO (Supplente)
BRUSATIN GIOVANNA (Supplente)
COLOMBO PAOLO (Supplente)

Syllabus
Prerequisiti: Esami di chimica, fisica e matematica del primo e secondo anno
Conoscenze e abilita' da acquisire: Conoscenze di base sulla relazione tra struttura e proprietà delle diverse classi di materiali.
Modalita' di esame: Esame scritto
Criteri di valutazione: 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.
Contenuti: 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.
Attivita' di apprendimento previste e metodologie di insegnamento: 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.
Eventuali indicazioni sui materiali di studio: 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.
Testi di riferimento:
  • Massimo Guglielmi, Fondamenti di scienza dei materiali. --: Libreria Progetto, --. Copertina verde Cerca nel catalogo