Obiettivi Formativi

Il corso intende approfondire le conoscenze sulla struttura, sulle proprietà elettriche, ottiche, magnetiche e meccaniche, sulle tecniche di preparazione e di lavorazione e sulle principali applicazioni dei materiali di interesse tecnologico. L'attenzione sarà anche rivolta ai fenomeni di corrosione e all'interazione con vari tipi di radiazione

Metodi didattici

Lezioni frontali ed esercitazioni in aula con ausili informatici

Prerequisiti

Avere conoscenze su: - elementi di algebra e calcolo differenziale - le leggi fondamentali della fisica - la struttura e i legami degli atomi - la struttura e la geometria dei cristalli

Verifiche dell'apprendimento

La verifica dell’apprendimento consiste in una prova orale sull’intero programma. Ogni studente verrà esaminato da almeno 2 componenti della Commissione e sarà tenuto a rispondere ad almeno 3 domande inerenti gli argomenti illustrati nel programma. Per il superamento dell’esame lo studente dovrà dimostrare di aver acquisito al minimo una conoscenza sufficiente su ciascuno dei 3 argomenti trattati. La valutazione finale terrà conto del livello di conoscenza dei contenuti, delle capacità espositive e di ragionamento dimostrate nella discussione condotta sugli argomenti richiesti

Programma del Corso

PROGRAMMA: Introduzione al corso e obiettivi. I materiali: definizione e loro classificazione Competizione tra i vari materiali e sviluppi futuri nel loro impiego Macrostruttura, microstruttura e struttura atomica o molecolare dei materiali Richiami sulla struttura e sui legami degli atomi Richiami sulla struttura e sulla geometria dei cristalli Difetti cristallini: difetti di punto, di linea e di superficie Proprietà caratteristiche dei solidi cristallini, loro classificazione e confronto con solidi amorfi Proprietà meccaniche, chimico-fisiche, tecnologiche e magnetiche dei materiali Metalli e leghe: - il processo di solidificazione dei metalli - soluzioni solide sostituzionali e interstiziali e loro solidificazione - metodi di lavorazione - densità volumetrica, planare e lineare di un metallo -deformazione elastica e plastica nei metalli a singolo cristallo e policristallini - incrudimento e rafforzamento per soluzione solida - il processo di ricottura nei materiali metallici deformati - proprietà di resistenza e duttilità: sforzo nominale e deformazione nominale; sforzo reale e deformazione reale; prove di trazione; prove di durezza; rottura di un metallo (duttile, fragile o mista), tenacità e prova di resilienza, meccanica della frattura e prova a fatica; creep e prova di creep - diffusione di atomi nei metalli e nelle leghe e sua applicazione industriale; effetto della temperatura - alcuni materiali metallici ( il ferro e alcune sue leghe :gli acciai) - leghe a memoria di forma : caratteristiche peculiari e loro applicazioni - diagrammi di stato di sostanze pure e di leghe binarie e ternarie Proprietà elettriche e materiali per l’elettronica: -generalità -la conduzione elettrica nei metalli secondo il modello di Drude:successi e fallimenti -la conduzione elettrica nei metalli secondo il modello di Sommerfeld: successi e fallimenti - la resistività elettrica nei metalli - cenni sulla teoria delle bande e sul modello dell’elettrone quasi libero - i semiconduttori intrinseci e drogati - tecniche di drogaggio - alcuni dispositivi a semiconduttore I materiali polimerici: - generalità, definizione e tipi di polimeri; - materie plastiche; - la polimerizzazione e la funzionalità di un monomero; - struttura dei polimeri; - metodi di polimerizzazione - polimeri allo stato solido: amorfi e semicristallini; - stereoisomeri - metodi di lavorazione per i materiali termoplastici e per i materiali termoindurenti - deformazione e irrigidimento dei materiali polimerici; - effetto della temperatura sulla resistenza meccanica delle materie plastiche - creep dei materiali polimerici - rilassamento dello sforzo in materiali polimerici: - frattura dei materiali polimerici - Alcuni materiali polimerici I materiali ceramici: - generalità, definizione e tipi di materiali ceramici (tradizionali e avanzati); - metodi di lavorazione; - proprietà elettriche, termiche e meccaniche dei materiali ceramici; - alcuni materiali ceramici e loro applicazioni - i vetri Corrosione e protezione dei materiali: - generalità , definizione e tipi di forme di corrosione nei metalli - passivazione dei metalli - corrosione nei materiali non metallici - metodi per controllare o prevenire la corrosione Proprietà ottiche di: - metalli - vetri - plastiche - semiconduttori Cenni sulla superconduttività Cenni su diamagnetismo, paramagnetismo, ferromagnetismo e antiferromagnetismo Cenni su interazione dei materiali con vari tipi di radiazione: fotoni, neutroni, elettroni, protoni, ioni