Obiettivi Formativi

Il corso si prefigge di: -fornire allo studente gli strumenti per la comprensione delle proprietà e dei meccanismi alla base del comportamento dei materiali e rendere lo studente in condizioni di poter affrontare semplici problemi di progettazione basati sulla scelta dei materiali. - far acquisire la capacità di identificare, formulare e risolvere problemi utilizzando metodi, tecniche e strumenti aggiornati, in modo da poter affrontare con successo la professione di ingegnere usufruendo anche di visite guidate, tirocini e seminari. - far sviluppare la capacità di applicare le conoscenze ingegneristiche acquisite attraverso lo svolgimento di attività di progettazione/sviluppo pratico di concetti teorici, utilizzando tecniche e strumenti adeguati con l’analisi di esempi pratici o applicazioni ed esercitazioni da svolgere sia individualmente che in gruppo - far sviluppare la capacità di elaborazione autonoma dei concetti e di presentazione dei risultati.

Learning Goals

Aim of the course is to lead the students: - to acquire a mind-set suitable to understand properties and behaviour of materials in different applications, to give the tools for solving simple design problems based on material choice and selection. -to acquire the ability to identify, formulate and solve problems using methods, techniques and tools, in order to deal successfully with the engineering profession taking advantage of guided tours, internships and seminars. - to develop the ability to apply the engineering knowledge gained through the course of designing activities / practical development of theoretical concepts, using appropriate tools and techniques with the analysis of practical examples and applications and exercises to be carried out either individually or in group - To develop the embedded intelligence of concepts and presentation of results.

Metodi didattici

Congruentemente con gli obiettivi formativi, il corso è articolato in due parti principali: la prima dedicata agli aspetti teorici fondamentali della scienza dei materiali; la seconda dedicata all'approfondimento delle conoscenze sul comportamento meccanico dei materiali. Il corso prevede 72 ore di attività didattica frontale, integrate da 48 ore di esercitazioni in aula o in laboratorio.

Teaching Methods

In line with the learning objectives, the course is divided into two main parts. The first part is dedicated to: the the basic theoretical aspect of material science, the second part is dedicated to increase the knowledge on mechanical behaviour of materials The course consists on 72 hours of classroom lectures integrated by 48 hours of classroom written applications and laboratory practicals.

Prerequisiti

Conoscenze di base di Fisica, Chimica e Chimica Applicata

Prerequisites

Base knowledge about Physics, Chemistry and Applied Chemistry

Verifiche dell'apprendimento

L'esame finale consiste in una esercitazione scritta e una discussione orale su vari argomenti trattati durante il corso. Il giudizio finale, espresso in trentesimi, è commisurato alla preparazione dimostrata dallo studente negli argomenti trattati nel corso, con particolare riferimento alla padronanza dei concetti e dei metodi, alla capacità di applicare concetti e metodi alla soluzione di problemi, alla chiarezza di esposizione.

Assessment

In line with the learning objectives, the course is divided into two main parts. The first part is dedicated to: the the basic theoretical aspect of material science, the second part is dedicated to increase the knowledge on mechanical behaviour of materials The course consists on 72 hours of classroom lectures integrated by 48 hours of classroom written applications and laboratory practicals.

Programma del Corso

SCIENZA DEI MATERIALI I Materiali e le applicazioni ingegneristiche. Struttura atomica e legami interatomici La struttura dei solidi cristallini; Imperfezioni nei solidi; Diffusione. Materiali ceramici; Strutture cristalline dei materiali ceramici;Materiali ceramici multifasici; Classificazione dei materiali ceramici (tradizionali ed avanzati); Formatura e sinterizzazione dei materiali ceramici. Proprietà termiche dei materiali; Proprietà elettriche dei materiali; Prorpeità magnetiche dei materiali; Proprietà ottiche dei materiali. Proprietà di superficie dei materiali; Energia di superficie; Bagnabilità e adesione; Proprietà tribologiche dei materiali; Rugosità ed attrito; Lubrificazione; Lubrificanti liquidi e solidi. CARATTERIZZAZIONE MECCANICA DEI MATERIALI Deformazione elastica e plastica; Curve sforzo deformazione nominale e reale; Durezza; Meccanismi di frattura; Principi di meccanica della frattura; Tenacità a frattura e resilienza. Energia di dislocazione; Forze tra dislocazioni Dislocazioni parziali; Difetti di dislocazione (jogs e kinks); Interazione tra dislocazioni; Generazione di dislocazioni. Meccanismi di rafforzamento (incrudimento, rafforzamento per soluzione solida, rafforzamento da bordo grano, rafforzamento da particelle). Modalità di frattura a bassa temperatura. Fatica nei materiali. Scorrimento viscoso. Modalità di frattura ad alta temperatura.

Course Syllabus

MATERIALS SCIENCE Materials for Engineering. Atomic Structure and Interatomic Bonding; The Structure of Crystalline Solids; Imperfections in Solids; Diffusion. Ceramic materials; crystal structure of ceramic materials; Multiphase ceramic materials; Classification of ceramic materials (traditional and advanced). Thermal properties of materials; Electric properties of materials; Magnetic properties of materials; Optical properties of materials. Surface properties of materials; Surface energy; Wetting and adhesion; tribological properties of materials; Roughness and wear; Lubrication; Liquid and solid lubricants. MECHANICAL BEHAVIOUR OF MATERIALS Elastic and plastic deformation; Nominal and real stress and strain curves; Hardness; Fracture mechanisms; Principles of fracture mechanic; Toughness and resilience. Energy of dislocation: forces between dislocations; Partial dislocations; Dislocation defects (kinks and jogs); Interaction between dislocations; Dislocation generation- Strengthening mechanisms (work hardening, solid solution strengthening; grain boundary strengthening; particle strengthening). Low temperature fracture mechanisms. Fatigue. Creep. High temperature fracture mechanisms.