MATERIALS SCIENCE AND TECHNOLOGIES
Anno accademico 2020/2021 - 1° annoCrediti: 9
SSD: ING-IND/22 - SCIENZA E TECNOLOGIA DEI MATERIALI
Organizzazione didattica: 225 ore d'impegno totale, 138 di studio individuale, 42 di lezione frontale, 45 di esercitazione
Semestre: 2°
Obiettivi formativi
L’obiettivo del corso è quello di introdurre i concetti fondamentali relativi alla struttura dei materiali, alle relazioni struttura-proprietà e alcuni dei più importanti processi tecnologici di trasformazione. Durante il corso saranno accennati aspetti relativi alle quattro classi di materiali: metalli, polimeri, ceramici e compositi. Il corso sarà poi dettagliato e speicfico sui materiali polimerici e compositi . Infine, saranno trattate le problematiche del riciclo dei materiali e le tecniche di Analisi di Ciclo di Vita (LCA) nonché le tecniche di manifattura additiva.
Modalità di svolgimento dell'insegnamento
Frontale
Compatibilmente con la situazione dovuta all'emergenza sanitaria dovuta al COVID-19 saranno svolte delle esercitazioni pratiche in laboratorio sui processi di produzione dei materiali polimerici e compositi.
Prerequisiti richiesti
Chimica
Comportamento meccanico dei materiali o Scienza delle costruzioni (preferibile)
Frequenza lezioni
Obbligatoria
Contenuti del corso
1. Introduzione 2. Struttura atomica e legami interatomici 3. La struttura dei solidi cristallini 4. Imperfezione nei solidi 5. Diffusione 6. Proprietà meccaniche dei metalli e dei polimeri 7. Dislocazioni e meccanismi di indurimento 8. La rottura 9. La struttura dei polimeri 10. Caratteristiche, applicazioni e produzione dei polimeri 11. I materiali compositi 12. Materiali e ambiente: cenno ai cicli di vita dei materiali e al degrado dei materiali. 10. Tecniche di manifattura additiva (Stampa 3D).
Testi di riferimento
- Materials Science and Engineering, Callister, Ed. John Wiley & Sons, Inc
- Materials Science of Polymers for Engineers, Tim A. Osswald and George Menges, Ed. Hanser.
- Principles of Materials Science and Engineering, W.F. Smith, McGraw Hill
Programmazione del corso
| Argomenti | Riferimenti testi | |
|---|---|---|
| 1 | Metal defects | 1 and 2 |
| 2 | Mechanical Property of Metals | 1 and 2 |
| 3 | Dislocations and Strengthening Mechanisms | 1 and 2 |
| 4 | Failure mechanism | 1 and 2 |
| 5 | Polymer Structures | 1 and 2 plus teacher notes |
| 6 | Mechanical poperties and processing of polymers | 1 and 2 plus teacher notes |
| 7 | Introduction to life cycle analysis | 1 and 2 plus teacher notes |
| 8 | Polymer recycling | teacher notes |
| 9 | Composite Materials | teacher notes |
Verifica dell'apprendimento
Modalità di verifica dell'apprendimento
Oral
Learning assessment may also be carried out on line, should the conditions require it.
Esempi di domande e/o esercizi frequenti
Descrivere le differenze tra polimeri termoplastici e termoindurenti
Descrivere le proprietà dei materiali compositi a matrice polimerica illustrando i vantaggi rispetto ad altre classi di materiali
Elencare e descrivere i difetti delle strutture cristalline descrivendone l'influenza sulle proprietà meccaniche e tecnologiche di lavorazione
Modalità di rottura dei materiali: illustrare le differenze tra fatica, creep e frattura.
Describe the differences between thermoplastics and thermosets
Describe the properties of matrix composites by illustrating the advantages over other material classes
List and describe the crystalline structures defects describing their influence on the mechanical and technological properties of processing
Materials failure: Illustrate the differences between fatigue, creep and fracture.