B1971 - SCIENZA E TECNOLOGIA DEI MATERIALI P

Conoscenze e abilità da conseguire

Lo Studente acquisisce le conoscenze di base sulle correlazioni fra la struttura e le proprietà dei materiali, con riferimento a tutte le famiglie di materiali di interesse industriale: metallici, ceramici e vetrosi, polimerici e compositi. Attraverso lo studio delle correlazioni tra composizione chimica, struttura, processabilità e proprietà dei materiali, lo Studente sviluppa competenze per la selezione del materiale più idoneo ad una specifica condizione di esercizio, ed alla scelta del più corretto metodo di trasformazione e processo per la realizzazione industriale di manufatti.

Contenuti

Introduzione al corso: Illustrazione del programma, del materiale didattico e della modalità di valutazione.

Tipi di materiali: Materiali Metallici; Materiali polimerici; Materiali ceramici vetrosi e cristallini; Materiali Compositi.

Legami e Struttura dei Materiali: Breve introduzione alla struttura dell'atomo, legame ionico, covalente e metallico. Legami secondari (Van der Waals). Primi accenni delle correlazioni esistenti tra le proprietà e la struttura della materia. Principali strutture cristalline dei materiali, piani cristallografici, polimorfismo, allotropia e materiali amorfi. Processi di diffusione e solidificazione, imperfezioni nei materiali e difetti delle strutture cristalline.

Materiali Metallici: Composizione e microstruttura dei materiali metallici. Diagrammi di stato e cenni del diagramma Fe-C. Sforzo e deformazione nei metalli. Cenni di teoria della frattura e frattura a fatica nei metalli.

Materiali Ceramici: Composizione e microstruttura dei ceramici cristallini. Cenni alle tecnologie di lavorazione dei materiali ceramici. Proprietà meccaniche e meccanismi di deformazione. Vetri: composizione, transizione vetrosa, meccanismi di deformazione, fibre di vetro. Fibre di materiali ceramici per rinforzo di compositi: Boro, SiC. Il carbonio (forme allotropiche): carbonio vetroso, grafene e grafite, C turbostratico, fibre di C ad alto modulo e ad alta resistenza, nanotubi.

Materiali Polimerici: Comportamento termico delle plastiche: termoplastici e termoindurenti. Comportamento meccanico delle plastiche: meccanismi di deformazione, effetti viscoelastici come il creep ed il rilassamento dello sforzo. Comportamento a frattura dei materiali polimerici. Effetto della cristallinità e stereoisomerismo sulle proprietà meccaniche. Fibre polimeriche per rinforzo di compositi: aramidiche, polietilene, fibre naturali cellulosiche.

Proprietà dei materiali: Proprietà meccaniche, termiche, elettriche e ottiche di tutti i materiali studiati nel corso. Cenni di proprietà di superficie (durezza, bagnabilità e rugosità).

Tecniche di caratterizzazione dei materiali: Analisi della struttura cristallina ai Raggi X, analisi delle microstrutture attraverso microscopia elettronica, fondamenti delle prove meccaniche e a impatto, caratterizzazione proprietà termiche tramite DSC. Caratterizzazioni delle proprietà di superficie (durezza, WCA e rugosità).

Testi/Bibliografia

Testo Principale:

Titolo: (EN) Fundamentals of Materials Science and Engineering: An  Integrated Approach, 5th Edition

         (IT) Scienza e ingegneria dei materiali, 4th Edition

Autore: William D. Callister, Jr.

Editore: Edises (ITALY)

 

Testo secondario:

Titolo: (EN) Foundations of Materials Science and Engineering, 7th  Edition

  (IT) Scienza e Tecnologia dei Materiali, 5th Edition

Autore: William F. Smith

Editore: McGraw-Hill (ITALY)

Metodi didattici

Lezioni frontali (salvo diverse indicazioni di Ateneo) in accordo con l'orario proposto.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La valutazione dell’apprendimento avviene attraverso un esame finale, volto a verificare la comprensione dei concetti di base della scienza dei materiali ed in particolare della correlazione che esiste fra composizione, struttura e proprietà dei materiali. Oltre ai concetti di base, viene verificata la capacità dello Studente di operare una corretta scelta dei materiali per una specifica applicazione.

L’esame è composto da 2 parti:

- PARTE 1. Quiz a risposte multiple online (tempo a disposizione: 45/60 minuti) su piattaforma EOL, con 3 o 4 opzioni di cui una sola corretta. Valutazione 30/30.

- PARTE 2. Esame orale di circa 20/30 minuti. Valutazione 30/30.

Per accedere alla PARTE 2 del test il candidato deve avere ottenuto una valutazione di almeno 18/30 nella PARTE 1.

Il voto finale in trentesimi e viene calcolato sulla base delle valutazioni conseguite in entrambe le parti dell'esame.

Il calendario delle prove è comunicato dalla docente a lezione e reso disponibile con ampio anticipo sulla piattaforma web AlmaEsami dell'Ateneo di Bologna.

Strumenti a supporto della didattica

Le lezioni si avvalgono dell’uso di slide che saranno proiettate in aula (le slides del corso saranno rese disponibili sulla piattaforma https://virtuale.unibo.it/, prima di ciascuna lezione). Inoltre, durante le lezioni si utilizzerà la lavagna tradizionale e video di supporto alla didattica.

Eventuali strumenti per studenti con disabilità possono essere concordati con il Servizio Studenti con DSA.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Davide Morselli