Insegnamenti

Seleziona l'Anno Accademico:     2016/2017 2017/2018 2018/2019 2019/2020 2020/2021 2021/2022
Docente
ROBERTA LICHERI (Tit.)
Periodo
Annuale 
Modalità d'Erogazione
Convenzionale 
Lingua Insegnamento
ITALIANO 



Informazioni aggiuntive

Corso Percorso CFU Durata(h)
[70/77]  INGEGNERIA CHIMICA [77/00 - Ord. 2017]  PERCORSO COMUNE 12 120

Obiettivi

Durante il corso di Tecnologia di Chimica Applicata gli allievi acquisiranno le nozioni fondamentali sulla struttura e sul comportamento delle diverse categorie di materiali di interesse tecnologico, nonché sui meccanismi di degrado nelle specifiche condizioni d’uso e sulle tecniche di trasformazione e lavorazione. Lo studio dei materiali avverrà attraverso la comprensione profonda delle relazioni che intercorrono tra struttura e proprietà.

Conoscenza e comprensione: al termine del corso lo studente avrà conoscenza dei diversi tipi di materiali industrialmente utilizzati, delle loro principali proprietà e nozioni di base sulle tecniche e processi di lavorazione.

Capacità di applicare Conoscenza e comprensione: il corso di Tecnologia di Chimica Applicatala favorirà la formazione di personalità in grado di gestire le diverse tipologie di materiali nella loro applicazioni tecniche e di affrontare in maniera critica la risoluzione dei problemi pratici.

Autonomia di giudizio: sviluppo delle capacità di valutazione e scelta dei materiali in funzione delle specifiche applicazioni e utilizzo.

Abilità comunicative: lo studente acquisirà la capacità di comunicare ed esprimere problematiche inerenti le diverse categorie di materiali, la loro struttura e proprietà, attraverso l'uso di linguaggio e termini appropriati e tali da permettere una sicura comunicazione con interlocutori di diversificata formazione.

Capacità di apprendimento: le conoscenze acquisite contribuiranno allo sviluppo di capacità di apprendimento autonomo.

Prerequisiti

Lo studente deve possedere le conoscenze impartite nei Corsi di Matematica, Chimica, Fisica.

Contenuti

Introduzione allo studio dei materiali (Lez. 1 ora)
Classificazione. Relazione struttura-proprietà-processo di fabbricazione-prestazioni dei materiali.

Struttura atomica. (Lez. 1 ora; Es. 1 ora)
Il legame chimico (ionico, covalente, metallico, interazioni di Van derWaals). Energia e distanze di legame.

La struttura cristallina dei solidi. (Lez. 2 ore; Es. 3 ore)
Strutture cristalline. Direzioni e piani cristallografici. Densità atomica. Strutture cristalline compatte. Polimorfismo e allotropia. Monocristalli. Materiali policristallini. Anisotropia. Diffrazione dei raggi X.

Imperfezioni nei solidi. (Lez. 2 ore)
Difetti puntuali. Imperfezioni miste. Esami microscopici.

Diffusione nei solidi. (Lez. 2 ore; Es. 3 ore)
Diffusione stazionaria e non stazionaria (I e II legge di Fick). Fattori che influenzano la diffusione.

Dislocazioni-meccanismi di indurimento. (Lez. 2 ore; Es. 2 ore)
Dislocazioni e deformazione plastica. Deformazione plastica nei policristalli. Meccanismi di indurimento nei metalli (per formazione di una soluzione solida, per riduzione della dimensione del grano cristallino). Incrudimento. Recupero, ricristallizzazione e ingrossamento del grano.

Proprietà meccaniche dei metalli. (Lez. 6 ore; Es. 4 ore)
Deformazione elastica. Comportamento Sforzo-Deformazione. Deformazione plastica. Prove di trazione. Deformazione a compressione, taglio, torsione. Durezza.Rottura dei metalli. Fatica. Creep e creep a rottura.Solidificazione. Nucleazione omogenea. Nucleazione eterogenea. Accrescimento dei nuclei. Struttura dei grani. Solidificazione di un monocristallo.

Diagrammi di fase. (Lez. 13 ore; Es. 5 ore)
Diagrammi di fase. Regola delle fasi di Gibbs. Leghe binarie isomorfe. Regola della leva. Solidificazione di non equilibrio. Leghe binarie eutettiche, peritettiche, monotettiche. Trasformazioni eutettoidiche, monotettiche. Diagrammi con fasi e composti intermedi.
Fabbricazione dei metalli. Diagramma di fase Fe-Fe3C. Evoluzione della microstruttura in leghe Fe-Fe3C. Ghise. Leghe di Al, Cu, Mg, di Ti e Ni.

Ceramici. (Lez. 4 ore)
Classificazione. Struttura e Imperfezioni. Lavorazione e applicazioni. Vetri. Argille

Polimeri. (Lez. 4 ore; Es. 2 ore)
Struttura. Applicazioni. Processi produttivi. Reazioni di polimerizzazione. Cristallinità. Caratteristiche meccaniche e termomeccaniche. Comportamento sforzo-deformazione. Termoplastici e termoindurenti. Frattura.

Compositi. (Lez. 3 ore; Es. 3 ore)
Compositi rinforzati con particelle. Compositi rinforzati per dispersione. Compositi fibro-rinforzati. Compositi a matrice polimerica, metallica, ceramica. Processi produttivi.

Durabilità del calcestruzzo armato. (Lez. 5 ore; Es. 3 ore)
Cementi. Classificazione. Idratazione, pasta cementizia, porosità, resistenza meccanica, durabilità.
Tecnologia dei calcestruzzi, effetto del rapporto a/c. Messa in opera. Durabilità. Additivi.
Corrosione nel calcestruzzo: carbonatazione, corrosione da cloruri, importanza della permeabilità del CLS. Metodi non distruttivi per localizzare la corrosione in CLS.

Corrosione e protezione dei metalli. (Lez. 4 ore; Es. 1 ora)
Natura elettrochimica della corrosione. Termodinamica e cinetica delle reazioni di elettrodo, teoria dell’elettrodo misto, polarizzazione. Forme di corrosione, Passività e corrosione localizzata. Aspetti metallurgici.

Corrosione e protezione in ambienti naturali. (Lez. 10 ore; Es. 4 ore)
Atmosfera: umidità relativa critica, tempo di bagnato, contaminanti atmosferici, microambienti. Protezione con rivestimenti organici. Zincatura. Terreni: caratteristiche, aerazione differenziale, macrocoppie, Protezione catodica. Acqua di mare: salinità, pH e solubilità dell’ossigeno, zone di corrosione.

Altre categorie di materiali avanzati. Casi studio e attività seminariali (30 ore)

Metodi Didattici

Lezioni frontali (90 ore), esercitazioni pratiche (30 ore), seminari.
L’erogazione della lezione prevede la proiezione di slides in powerpoint, riproduzioni di video e consultazione di materiale scientifico per rendere più efficace la discussione.
La didattica verrà erogata prevalentemente in presenza, integrata e “aumentata” con strategie online, allo scopo di garantirne la fruizione in modo innovativo e inclusivo.
Anche le esercitazioni potranno essere svolte mediante forme di interazione a distanza con i supporti informatici disponibili.

Verifica dell'apprendimento

Esercitazioni periodiche, tipicamente alla conclusione di ciascun argomento trattato, per la verifica in itinere delle competenze acquisite; prova finale scritta, eventuale prova intermedia scritta.

Lesame finale prevede una sola prova scritta composta da diversi esercizi volti a verificare lacquisizione dei risultati di apprendimento attesi.
Si valuteranno gli aspetti più prettamente pratici attraverso lanalisi e la discussione critica di problemi inerenti gli aspetti fondamentali della scienza e tecnologia dei materiali, con lo scopo di accertare le competenze acquisite e le capacità di giudizio e di selezione delle scelte in relazione ai vincoli, di carattere meccanico, fisico, chimico e strutturale, imposti dai materiali in fase di definizione e realizzazione di uno specifico progetto. Gli esercizi di calcolo saranno rivolti a verificare che gli studenti abbiano acquisito la capacità di utilizzare modelli ed equazioni per la definizione e/o progettazione dei vari tipi di materiali e per la previsione delle loro proprietà.

Verranno valutati anche gli aspetti teorici attraverso una serie di domande aperte, inerenti lanalisi dei fondamenti e dei processi produttivi correlati alle proprietà finali dei materiali, che consentiranno di verificare il livello dellapprendimento raggiunto, la padronanza dei contenuti e del linguaggio.

Il punteggio della prova desame è attribuito mediante un voto espresso in trentesimi.
Poiché il corso si divide in due parti (parte di Tecnologia dei materiali-(1)) e parte di Durabilità e Corrosione-(2)) e altri materiali avanzati, il punteggio dellintero esame è dato dalla media dei voti assegnati in ciascuna delle due parti, sulla base dei crediti ad esse attribuiti (6CFU per la parte di Tecnologia dei materiali, 6CFU per la parte di Durabilità e Corrosione e altri materiali).

I voti vengono assegnati nellintervallo 18-30 trentesimi.
Lesame si considera superato se si arriva almeno a 18 in entrambe le parti (1) e (2).
Un voto pari a 18 trentesimi è conferito quando le conoscenze acquisite e le competenze sono almeno elementari, seppure con carenze nei contenuti.
Un voto di 30 trentesimi rappresenta leccellenza nella comprensione dei contenuti, nellabilità di affrontare problemi pratici, nellindividuare soluzioni efficaci e nellesporre in maniera accurata le nozioni apprese.
Un voto inferiore a 18 è totalmente insoddisfacente e lo studente deve ripetere lesame.
La valutazione è oggettiva, definita sulla base della percentuale di correttezza delle riposte fornite dal candidato. A ciascuna domanda/esercizio il docente associa un punteggio, sulla base del livello difficoltà, che viene sempre reso noto al candidato.

Il punteggio associato a ciascun esercizio è tale da permettere una valutazione su più livelli, dalla verifica delle conoscenze, alle abilità fino a sondare il livello di competenza acquisito. Tiene conto della logica seguita dallo studente, della correttezza e dellefficacia della procedura individuata per la soluzione del quesito. Per quanto concerne le domande teoriche sono valutate la chiarezza espositiva e ladeguatezza del linguaggio utilizzato.
Alla formulazione del voto finale concorre inoltre l'attiva partecipazione degli studenti alle lezioni e alle esercitazioni condotte in itinere.
La durata totale della prova è di 3h .

Testi

William D. Callister, Jr. “Scienza e ingegneria dei materiali. Una introduzione “Edises editore.William F. Smith, “Scienza e Tecnologia dei Materiali”, McGraw-Hill.
William F. Smith, “Esercizi di Scienza e Tecnologia dei Materiali”, McGraw-Hill.

Materiale didattico messo a disposizione dal docente
Materiale didattico messo a disposizione dal docente

Altre Informazioni

L’erogazione della lezione prevede la proiezione di slides in powerpoint, eventuali riproduzioni di video e consultazione di materiale scientifico e grafico, nonché l’utilizzo della lavagna per dimostrazioni e approfondimenti numerici e soprattutto per la correzione collettiva delle esercitazioni.

Questionario e social

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