PRESENTAZIONE

Obiettivo del corso è fornire le basi chimico-fisiche essenziali per la comprensione delle correlazioni struttura-proprietà nei materiali metallici, polimerici, ceramici e compositi per le loro applicazioni tecnologiche. Saranno inoltre trattati i fondamenti dell’elettrochimica, della corrosione e gli equilibri di fase.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Obiettivo del corso è fornire le basi chimico-fisiche essenziali per la comprensione delle correlazioni struttura-proprietà in materiali polimerici e metallici per le loro applicazioni tecnologiche.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

La frequenza e la partecipazione attiva alle attività formative proposte (lezioni frontali) e lo studio individuale permetteranno allo studente di:

• Conoscere le principali classi di materiali quali polimeri, ceramici, metalli, compositi e le loro caratteristiche, correlando struttura e microstruttura alle proprietà meccaniche e funzionali.
• Comprendere gli equilibri di fase a due e più componenti.
• Conoscere i principali fenomeni elettrochimici (celle galvaniche e di elettrolisi).
• Comprendere i fondamenti della corrosione e conoscere le tecniche di protezione dei fenomeni corrosivi.

   

PREREQUISITI

Chimica di base, analisi matematica, fisica.

MODALITA' DIDATTICHE

Il corso prevede lezioni ed esercitazioni frontali in aula.

Gli studenti che abbiano in corso di validità certificazione di disabilità fisica o di apprendimento in archivio presso l'Università e che desiderino discutere eventuali sistemazioni o altre circostanze relative a lezioni, corsi ed esami, dovranno parlare sia con il docente che con il Prof. Federico Scarpa (federico.scarpa@unige.it), referente per la disabilità della Scuola Politecnica.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Introduzione alla scienza e tecnologia dei materiali: dall’economia lineare all’economia circolare; progettazione e selezione di un materiale.

Richiamo ai legami atomici. Struttura cristallina e amorfa dei materiali; imperfezioni cristalline: difetti e tecniche per la loro identificazione; diffusione allo stato solido.

Diagrammi di stato: regola delle fasi; leghe binarie eutettiche e peritettiche; sistemi binari monotettici; trasformazioni invarianti; diagrammi di stato ternari.

Metalli e leghe metalliche: diagramma di stato Fe-C; trattamenti termici degli acciai; acciai al C, bassolegati e inossidabili; ghise: proprietà e classificazione. Leghe di alluminio, leghe di rame, leghe di magnesio, titanio e nichel.

Materiali polimerici: lavorazione, degradazione e riciclaggio.

Materiali ceramici e vetri: struttura cristallina ed esempi di strutture cristalline semplici; sintesi e lavorazione; ceramici tradizionali (cenni) e avanzati: conducibilità elettrica e ceramici pe l’energia; proprietà meccaniche e termiche; vetri e vetroceramici; ossidi e carburi.

Materiali compositi: compositi rinforzati con dispersione; compositi particellari; compositi rinforzati con fibre, caratteristiche e applicazioni; produzione di fibre e compositi; materiali compositi laminari: esempi e applicazioni; strutture sandwich.

Introduzione ai materiali nanostrutturati: proprietà meccaniche ed elettroniche.

Introduzione alle proprietà elettriche ed ottiche dei materiali.

Corrosione e protezione dei materiali: corrosione elettrochimica e celle galvaniche; velocità di corrosione; forme di corrosione; protezione contro la corrosione.

Fondamenti di elettrochimica: celle galvaniche (batterie e celle a combustibile) ed elettrolitiche; leggi di Faraday, stoccaggio dell’energia power-to-gas.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Il materiale didattico utilizzato durante le lezioni sarà disponibile in aulaweb dell’insegnamento, così come gli esempi di test finale proposti negli anni precedenti con le relative soluzioni. Gli appunti presi durante le lezioni e il materiale in aulaweb sono sufficienti per la preparazione dell’esame, ma il libro seguente è suggerito come testo di appoggio e approfondimento.

W.F. Smith Scienza e tecnologia dei materiali, Ed. Mc Graw –Hill, 2012

DOCENTI E COMMISSIONI

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

https://corsi.unige.it/8721/p/studenti-orario

Orari delle lezioni

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

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

L’esame si compone di una prova scritta con orale facoltativo (lo studente che abbia superato la prova scritta con votazione maggiore o uguale a 18 trentesimi può decidere se sostenere anche un esame orale nei giorni stabiliti oppure accettare il voto della prova scritta).

Lo scritto consiste in 2 esercizi e 3 domande a risposta aperta che verranno valutate in base alla correttezza e completezza della risposta e all’utilizzo corretto della terminologia tecnica.

La prova scritta può essere ripetuta, ma in tal caso vale il voto dell’ultimo scritto consegnato.

Per accedere alla prova orale gli studenti dovranno aver superato la prova scritta con un voto minimo di 16/30 e il voto conseguito sarà la media tra prova scritta e orale.

Saranno disponibili 3 appelli di esame per la sessione ‘invernale’ (gennaio, febbraio e durante la pausa didattica prevista dalla Scuola Politenica a Pasqua) e 3 appelli per la sessione ‘estiva’ (giugno, luglio, settembre e durante la pausa autunnale prevista dalla Scuola Politecnica). Non verranno concessi appelli straordinari al di fuori dei periodi indicati dalla Scuola Politecnica, fatta eccezione per gli studenti che non abbiano inserito nel piano di studi attività formative nell’anno accademico in corso.

Non è consentito utilizzare appunti, testi e non sono ammessi palmari e/o telefoni cellulari. I risultati della prova scritta verranno pubblicati su Aulaweb.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

L’esame si prefigge di verificare la conoscenza da parte dello studente delle principali caratteristiche e proprietà delle diverse classi di materiali. Saranno valutate la capacità di risolvere problemi numerici e di interpretazione dei diagrammi di fase, nonché l'abilità dello studente nell'operare una scelta tra materiali differenti. Sarà inoltre verificata la capacità di applicare le basi teoriche a casi generali o specifici di interesse tecnologico e di analizzare criticamente le problematiche relative alla corrosione dei materiali. Verrà inoltre valutata la qualità dell’esposizione, l’utilizzo corretto della terminologia tecnica e la capacità di ragionamento critico.