TECNOLOGIA DEI MATERIALI E CHIMICA APPLICATA

DD1 Conoscenza e capacità di comprensione: Conoscenza di base sui materiali d’interesse per l’ingegneria civile, correlandone le caratteristiche applicative a composizione, struttura, tecnologie di produzione e lavorazione
DD2 Conoscenza e capacità di comprensione applicate: Capacità di applicare quanto appreso durante le lezioni frontali nelle esercitazioni svolte durante il corso.

DD3 Capacità di valutare criticamente dati e parametri per essere in grado di prendere decisioni basate sulla propria conoscenza e capacità di comprensione nell'ambito della tecnologia dei materiali. Capacità di affrontare e risolvere problemi complessi che richiedono l'applicazione di conoscenze nei diversi ambiti della tecnologia dei materiali.

DD4 Abilità comunicative: Gli studenti acquisiscono abilità comunicative che si formano sia durante le lezioni, grazie ad una continua interlocuzione verbale con il docente, che durante l'esame orale.

DD5 Autonomia di giudizio: Gli studenti imparano a valutare in modo obiettivo quanto appreso durante le lezioni e le esercitazioni e ad autovalutare il proprio apprendimento

Capacità di apprendere: Le capacità di apprendimento vengono valutate tramite l'esame orale, le prove in tinere e le esercitazioni che costituiscono parte importante del corso.

L'insegnamento verrà svolto attraverso lezioni frontali (3,5 CFU), esercitazioni e prove in itinere (2,5 CFU). 

Qualora l’insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto sopra dichiarato, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel presente syllabus.

Conoscenze di base sulla natura dei legami chimici, sulla struttura dei solidi cristallini e amorfi, sulla termodinamica delle transizioni di stato e sui processi elettrochimici acquisiti con il corso di Chimica (Importanti)

Lo studente è tenuto a frequentare almeno il 70% delle lezioni del corso, cfr. Punto 3.1 del Regolamento Didattico del CL in Ingegneria Civile e Ambientale

1. INTRODUZIONE AI MATERIALI. I materiali di interesse ingegneristico e le loro proprietà. Il prezzo e la disponibilità dei materiali. 2. STRUTTURA E PROPRIETÀ - PROPRIETÀ MECCANICHE Sforzo e deformazione. Prove di trazione. I moduli elastici. Elasticità lineare e non lineare. Basi fisiche del modulo. Forze interatomiche. Rigidità del legame. Impacchettamento degli atomi nei solidi. Determinazione del modulo di Young. Prove di durezza. Dislocazioni e snervamento. Proprietà delle dislocazioni. Meccanismi e metodi di rafforzamento e plasticità dei materiali policristallini. Frattura improvvisa e tenacità. Micromeccanismo della frattura improvvisa. Probabilità di fallimento e modulo di Weibul. Frattura per fatica. Meccanismo della fatica. Creep e frattura da creep. Meccanismo del creep e materiali resistenti al creep. 3. METALLI. Struttura dei metalli. Costituzione all'equilibrio e diagrammi di fase. Cambiamenti di fase allo stato solido. La trasformazione diffusiva c.f.c.-c.c.c. del ferro. I diagrammi TTT. La trasformazione invariante c.f.c.-c.c.c del ferro. La formazione della martensite. Le leghe leggere. Rafforzamento per solubilizzazione. Rafforzamento per precipitazione (invecchiamento). Acciai al carbonio. Microstrutture prodotte dal raffreddamento e loro proprietà meccaniche. Temprabilità. Acciai legati. Ghise. Acciai inossidabili. 4. POLIMERI E COMPOSITI. Termoplastomeri. Resine o termoindurenti. Elastomeri. La struttura dei polimeri. Peso molecolare e grado di polimerizzazione. Temperatura di transizione vetrosa. Comportamento meccanico dei polimeri. Diagrammi del modulo. Fenomeni che limitano la resistenza dei materiali polimerici. Materiali compositi. Compositi particellari. Cenni sulle proprietà meccaniche dei compositi a matrice polimerica con fibre di rinforzo lunghe o corte. 5. CORROSIONE. Corrosione secca e suoi meccanismi. Corrosione umida. Termodinamica dei processi di corrosione. Forme di corrosione. Meccanismi della corrosione umida. Corrosione per contatto, per vaiolatura, interstiziale, intergranulare, sotto sforzo, per fatica. Metodi di protezione. 6. LEGANTI. Gesso. Calci aeree. Malte. Calci idrauliche. Cemento portland. Prove sul cemento. Presa ed indurimento del cemento portland. Cementi speciali. I costituenti del calcestruzzo. Proprietà del calcestruzzo fresco. Proprietà del calcestruzzo indurito. Durabilità del calcestruzzo.

1. W. D. Callister Jr., “Scienza e Ingegneria dei Materiali una introduzione” - Edises

2. W. F. Smith, “Scienza e Tecnologia dei Materiali” - McGraw - Hill

3 . D. R. Askeland, P. P. Fulay, W. J. Wright, Scienza e tecnologia dei materiali – Città Studi Ed.   

4. L. Bertolini, Materiali da costruzione – Città Studi Ed. Vol. 1 e 2

5. G.Bianchi, F. Mazza, Corrosione e protezione dei metalli – Collana tecnica AIM

6. Appunti delle Lezioni

Durante il periodo di lezione si procederà alla verifica dell'apprendimento degli allievi iscritti al secondo anno mediante tre prove in itinere (due scritte e una orale). La prima (23 novembre) riguarderà le proprietà meccaniche dei materiali; la seconda (9 dicembre 2026) verterà su argomenti relativi a metalli, polimeri e compositi. La terza (11-12 gennaio 2026), in forma orale, riguarderà l'esposizione di argomenti relativi alla corrosione ed ai leganti. Il superamento della prima prova consentirà di presentarsi alla seconda e così via. La prova finale (orale), da superare entro il 30 settembre 2027, verterà solo sugli argomenti non trattati nelle prove in itinere 

Durante l’anno sono fissati sette appelli d’esame (ordinari) più quattro appelli riservati agli studenti fuori corso. 

 Nei periodi consentiti dal calendario accademico è inoltre possibile, contattando il docente via e-mail o per via telefonica, concordare ulteriori colloqui di esame (con cadenza settimanale) 

La prova finale (orale) verterà su tutto il programma per chi non avesse superato alcuna prova in itinere o sulla porzioni di programma non acquisite con le prove in itinere. Allorquando si contatta il docente per concordare la data del colloquio, si può comunicare la propria volontà di suddividere la prova finale in più colloqui e concordarne i contenuti. In ogni caso la prova finale deve essere superata entro il 30 settembre 2027.

Modalità di iscrizione ad un appello d’esame: Prenotazione sul portale d'ateneo. La data del(i) colloquio(i) (che non coincide con le date ufficiali degli appelli) si concorda con il docente contattandolo via email.

La prova d'esame consiste nell'esposizione orale di argomenti affrontati durante il corso La valutazione dell'esame è basata sui seguenti criteri: livello di conoscenza degli argomenti richiesti (DD1 - DD5), capacità di applicare le conoscenze a semplici casi studio (DD2), capacità di collegamento dei diversi temi del programma di insegnamento (DD3), capacità espressiva e proprietà di linguaggio (DD4).

La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.

A garanzia di pari opportunità e nel rispetto delle leggi vigenti, gli studenti interessati possono chiedere un colloquio personale in modo da programmare eventuali misure compensative e/o dispensative, in base agli obiettivi didattici ed alle specifiche esigenze. È possibile rivolgersi anche al docente referente CInAP (Centro per l’integrazione Attiva e Partecipata - Servizi per le Disabilità e/o i DSA) del proprio Dipartimento.

Per l’attribuzione del voto finale si terrà conto dei seguenti parametri:

• Esame non superato: lo studente non possiede la conoscenza minima richiesta dei contenuti principali dell’insegnamento. La capacità di utilizzare il linguaggio specifico è scarsa o nulla e non è in grado di applicare autonomamente le conoscenze acquisite • Voto 18–21: lo studente ha la minima conoscenza di.Tecnologia dei materiali, ha una modesta capacità di integrare e analizzare in modo critico le situazioni presentate ed espone gli argomenti in modo sufficientemente chiaro sebbene la proprietà di linguaggio sia poco sviluppata; • Voto 22–25: lo studente ha una discreta conoscenza di tecnologia dei materiali anche se limitata agli argomenti principali; riesce a integrare e analizzare in modo critico ma non sempre lineare le situazioni presentate ed espone gli argomenti in modo abbastanza chiaro con una discreta proprietà di linguaggio; • Voto 26–28: lo studente ha una buona conoscenza di tecnologia dei materiali, riesce a integrare e analizzare in modo critico e lineare le situazioni presentate, riesce a risolvere in modo abbastanza autonomo problemi complessi ed espone gli argomenti in modo chiaro utilizzando un linguaggio appropriato; • Voto 29–30 e lode: lo studente ha una conoscenza approfondita di tecnologia dei materiali, riesce prontamente e correttamente a integrare e analizzare criticamente le situazioni presentate, risolvendo autonomamente problemi anche di elevata complessità; ha ottime capacità comunicative e proprietà di linguaggio.

L'impacchettamento degli Atomi nei Solidi

Frattura Fragile e Tenacita'

Le Basi Fisiche del Modulo di Young

Micromeccanismo della Frattura Fragile

Resistenza allo Snervamento, Resistenza alla Trazione, Durezza e Duttilita'

Frattura per Fatica

Dislocazioni e Deformazioni Nei Cristalli

Creep e Frattura da Creep

Diagrammi di Stato Solido Liquido di Sistemi a Due Componenti

Proprietà Meccaniche dei Materiali Polimerici

Leghe Leggere

Struttura, Sintesi e Classificazione dei Materiali Polimerici

Trasformazioni diffusive ed invarianti

Gli acciai legati

Gli acciai al carbonio

Proprietà meccaniche dei compositi a matrice polimerica