OBIETTIVI FORMATIVI

L’insegnamento si propone di approfondire le conoscenze degli studenti sulla struttura e le trasformazioni dei metalli e delle leghe. Scopo dell’insegnamento è che i partecipanti sviluppino una comprensione degli aspetti strutturali e dei principali fenomeni chimico-fisici coinvolti nella progettazione dei materiali metallici.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Lo scopo dell'insegnamento di Scienza dei Metalli è quello di approfondire la conoscenza degli studenti sui costituenti dei materiali metallici (metalli puri, soluzioni solide, composti intermetallici) e sugli aspetti microstrutturali che ne influenzano le proprietà, con particolare attenzione ai diversi tipi di difetti cristallini. 

Ci si propone anche di fornire allo studente la conoscenza dei principali fenomeni chimico-fisici e metallurgici correlati con la progettazione di materiali metallici in relazione alla microstruttura e alle proprietà desiderate.

Al termine delle lezioni e dello studio individuale lo studente avrà acquisito e consolidato conoscenze teoriche su struttura, microstruttura e trasformazioni dei materiali metallici. Nello specifico lo studente sarà in grado di:

• conoscere i principali componenti dei materiali metallici

• mettere in relazione i diversi tipi di difetti cristallini con le proprietà dei materiali metallici

• comprendere le trasformazioni di fase allo stato solido in questi materiali e l'importanza di questi aspetti per la loro progettazione

MODALITA' DIDATTICHE

L'insegnamento prevede lezioni frontali.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Gli elementi metallici. Cenni sul legame metallico. Soluzioni solide interstiziali e sostituzionali, ordinate e disordinate. Composti intermetallici: struttura e proprietà. Proprietà "sensibili" e "insensibili" alla struttura. Il cristallo ideale e il cristallo reale. Difetti cristallini e loro classificazione. Difetti puntuali: vacanze, interstiziali, impurezze. Concentrazione di difetti all’equilibrio termico. Studio sperimentale dei difetti puntuali all’equilibrio termico e fuori equilibrio. Cenni sui difetti lineari: dislocazioni. Altri tipi di difetti 2D e 3D: superfici, bordi di grano, precipitati, agglomerazione di vacanze. Influenza dei difetti sulle proprietà dei materiali metallici. La diffusione nei metalli. Aspetti macroscopici e microscopici della diffusione. Diffusione di volume. Diffusione in sistemi omogenei ed eterogenei. Il coefficiente di diffusione e sua dipendenza sperimentale dalla temperatura. Meccanismi atomici di diffusione. Diffusione nelle leghe. Cortocircuiti di diffusione. Trasformazioni di fase allo stato solido eterogenee ed omogenee. Trasformazioni di fase senza diffusione.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Materiale didattico fornito dal docente sulla piattaforma AulaWeb

Per consultazione (su argomenti specifici dell’insegnamento):

- “Physical Metallurgy”, R.W.Cahn, Ed. P.Haasen, North-Holland, Amsterdam

- “Inorganic Structural Chemistry”, Second Edition, Ulrich Muller, Ed. John Wiley & Sons, England

- “Diffusion in Solids- Fundamentals, Methods, Materials, Diffusion-Controlled Processes”, Helmut Mehrer, Springer series in Solid-State Sciences, Ed. Springer-Verlag, Germany

- "Materials Science and Engineering – an Introduction", William D. Callister, Jr. David G. Rethwisch, Ed. John Wiley & Sons, England