OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

"Acquisizione di conoscenze teoriche nel campo della modellizzazione termodinamica dei materiali: - principi e metodi generali della modellizzazione termodinamica; - modellizzazione delle fasi (gassosa, liquide, solide); - approfondimento sulla modellizzazione delle fasi solide con particolare riferimento alla loro struttura cristallina; - modellizzazione delle principali fasi presenti in materiali sia metallici che ceramici; - modellizzazione di sistemi complessi (multi-fase e multi-componente) per la simulazione di materiali tecnologici e la progettazione di nuovi materiali. Acquisizione di conoscenze pratiche nell'impiego di software per la simulazione termodinamica dei materiali (calcolo di equilibri di fase, diagrammi di stato, proprietà termodinamiche, ecc.): - Apprendimento dell'uso del programma Thermo-Calc; - Sua applicazione alla risoluzione (opportunamente semplificata) di problemi applicativi di tipo industriale ed alla progettazione di nuovi materiali. "

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

L'acquisizione di competenze teoriche (vedi Obiettivi formativi) sono particolarmente indicate per il profilo "Scienziato dei Materiali: Specialista nella Ricerca", mentre l'acquisizione di competenze pratiche (vedi Obiettivi formativi) sono particolarmente indicate per il profilo "Scienziato dei Materiali: Specialista nelle Tecnologie".

MODALITA' DIDATTICHE

Lezioni frontali ed esercitazioni in aula (sia singole che a gruppi)

PROGRAMMA/CONTENUTO

Breve introduzione alla modellizzazione dei materiali

Metodi di modellizzazione a diverse scale dimensionali.
Breve cenno alle principali metodologie di modellizzazione tipiche delle diverse scale, come metodi ab initio (DFT), dinamica molecolare, metodi Monte Carlo, phase field modeling, elementi finiti, ecc.

Approfondimento sulla modellizzazione termodinamica

Introduzione ai principi e metodi termodinamici applicati agli equilibri in sistemi multi-componente e multi-fase.
Il metodo CALPHAD per il calcolo e la previsione di equilibri di fase e proprietà termodinamiche in materiali complessi come leghe metalliche (acciai, superleghe, high entropy alloys, ecc.) e materiali ceramici (ceramici classici ed avanzati, barriere termiche, ultra-high temperature ceramics, ecc.).
Modellizzaione di trasformazioni e processi controllati dalla diffusione (carburazione, wetting, joining, brazing, ecc.)

Esercitazioni pratiche

Introduzione all’uso di un software di modellizzazione termodinamica.
Sua applicazione alla simulazione (oppotunamente semplificata) di materiali e processi attraverso esercitazioni guidate su:
- Progettazione di una lega con proprietà definite,
- Previsione delle interazioni tra una lega ed un materiale ceramico,
- Simulazione di un processo termochimico

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Hans Lukas, Suzana G. Fries, Bo Sundman, Computational Thermodynamics - The Calphad Method, Cambridge University Press

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

GABRIELE CACCIAMANI (Presidente)

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

secondo l'orario riportato sul sito del corso

Orari delle lezioni

L'orario di questo insegnamento è consultabile all'indirizzo: Portale EasyAcademy

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

Valutazione delle relazioni sulle esercitazioni e prova orale finale.
 

Le relazioni sull'attività pratica, redatte individualmente da ogni studente, vengono corrette e valutate dal docente titolare. La media dei voti delle relazioni concorre alla valutazione finale dello studente. L'esame orale è sempre condotto da due docenti di ruolo ed ha una durata di almeno 30 minuti.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

Con le modalità sopra descritte, dato che almeno uno dei due docenti ha esperienza pluriennale di esami nella disciplina, la commissione è in grado di verificare con elevata accuratezza il raggiungimento degli obiettivi formativi dell'insegnamento. Quando questi non sono raggiunti, lo studente è invitato ad approfondire lo studio e ad avvalersi di ulteriori spiegazioni da parte del docente titolare. Il CCS garantisce la corrispondenza tra gli argomenti dell'esame e quelli effettivamente svolti durante il corso. A tal fine il docente responsabile rendere pubblico, all'inizio delle lezioni (in un sito, chiamato AulaWeb riservato a docenti e studenti dell'Ateneo) il programma dettagliato. Inoltre, al termine dell'insegnamento, il registro delle lezioni viene pubblicato in un sito riservato ai membri del CCS ed ai rappresentanti degli studenti. In questo modo gli studenti stessi possono verificare l'aderenza a tale norma.