TECNOLOGIA DEI MATERIALI E CHIMICA APPLICATA

ING-IND/22 - 6 CFU - 1° semestre

Docente titolare dell'insegnamento

ANTONINO POLLICINO
Email: apollicino@unict.it
Edificio / Indirizzo: Edificio 10 / viale A.Doria 6 (Cittadella Universitaria)
Telefono: 0957382797
Orario ricevimento: Lunedì 10.00-12.00; Venerdì 9.00-11.00


Obiettivi formativi

Il corso ha la finalità di fornire le principali conoscenze sui materiali d’interesse per l’ingegneria civile, correlandone le caratteristiche applicative a composizione, struttura, tecnologie di produzione e lavorazione.


Modalità di svolgimento dell'insegnamento

L'insegnamento verrà svolto attraverso lezioni frontali, esercitazioni e prove in itinere. Qualora l’insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.


Prerequisiti richiesti

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



Frequenza lezioni

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



Contenuti del corso

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.



Testi di riferimento

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


Altro materiale didattico

Ulteriore materiale didattico consistente in files pdf con le diapositive di tutte le lezioni e il loro commento può essere repertito registrandosi sulla pagina del corso nel sito:

http://studium.unict.it



Programmazione del corso

 ArgomentiRiferimenti testi
1PROPRIETÀ MECCANICHEDiapositive Lezioni 1-9. Commenti alle diapositive Lezioni 1-9 (pp 1-45) 
2METALLIDiapositive Lezioni 10-16. Commenti alle diapositive Lezioni 10-16 (pp 46-97) 
3POLIMERI E COMPOSITIDiapositive Lezioni 17-19. Commenti alle diapositive Lezioni 17-19 (pp. 98-119) 
4CORROSIONEDiapositive Lezioni 20-24. Commenti alle diapositive Lezioni 20-24 (pp 120-147) 
5LEGANTIDiapositive Lezioni 25 -32. Commenti alle diapositive Lezioni 25-32 (pp 148-197) 


Verifica dell'apprendimento


MODALITÀ DI VERIFICA DELL'APPRENDIMENTO

Nel corso del periodo di lezione si procederà alla verifica dell'apprendimento mediante due prove in itinere scritte. La prima riguarderà le proprietà meccaniche dei materiali; la seconda verterà su argomenti relativi a metalli, polimeri e compositi. Il superamento delle prove farà sì che la prova finale (orale), da superare entro un anno solare dalla data di superamento della prima prova, verta 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 un anno solare dal superamento del primo colloquio.

Modalità di iscrizione ad un appello d’esame: Prenotazione sul portale d'ateneo

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, capacità espressiva e proprietà di linguaggio, capacità di applicare le conoscenze a semplici casi studio, capacità di collegamento dei diversi temi del programma di insegnamento.

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


ESEMPI DI DOMANDE E/O ESERCIZI FREQUENTI

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




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