UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DELL'AQUILA
CORSI DI INGEGNERIA
A.A. 2016/2017
Scienza e tecnologia dei materiali ( I3D )
- Pelino Mario (Aggiornato il 13-03-2017)
Contenuti del corso (abstract del programma):
Collegamenti culturali e finalità del corso: Il corso intende fornire allo studente i fondamenti di chimica e fisica
dello stato solido da applicare allo studio e all' approfondimento della Scienza dei Materiali ed alle tecnologie
di ottenimento degli stessi. Le proprietà chimiche, termiche, meccaniche vengono messe in relazione alla
strutture, composizione, morfologia, fasi. Le proprietà ed applicazioni delle leghe ferrose e non ferrose
(alluminio, nichel, rame) dei materiali ceramici avanzati e dei vetroceramici , dei polimeri viene approfondita
nelle seconda parte del corso.
Programma esteso:
Programma del corso: Richiami di chimica generale, struttura degli atomi e molecole. Legame atomico dei
solidi. Solidi ionici covalenti e metallici. Le strutture cristalline. Gli indici di Miller. Piani e direzioni a
massima densità. Solidificazione. Difetti dei cristalli: il bordo dei grani, difetti di Frenkel e di Schotty,
dislocazioni difetti di impilaggio. Le sorgenti di Franch e Read. Diffrazione dei raggi X e legge di Bragg. I
solidi sotto sforzo: movimento degli atomi nel reticolo cristallino. Le leggi della diffusione di Fick. Diffusione
nei metalli, negli ossidi, nei vetri. Prove meccaniche sui materiali: di trazione, di fatica, di resilienza, di
durezza, di scorrimento viscoso. Termodinamica delle soluzioni solide. La regola delle fasi di Gibbs. Parziale
e completa miscibilità. Immiscibilità. Punti caratteristici nei diagrammi di stato. Diagrammi di stato Fe-C, AlCu, Cu-Zn, Cu-Sn. Diagrammi di stato silice-allumina. Diagrammi ternari. Il processo di solidificazione.
Nucleazione e crescita, sotto-raffreddamento e stato vetroso. Le leghe metalliche ferrose:. Curve di Bain,
isoterme ed anisoterme tempra e rinvenimento, ricottura, nornalizzazione. Gli acciai comuni, al carbonio,
legati. Gli acciai inossidabili austenitici, ferritici e martensitici. Gli acciai criogenici e per le alte temperature.
Le leghe speciali. Le leghe non ferrose: metallurgia dell?alluminio, leghe dell'alluminio da lavorazione
plastica e da getto. Tempra di soluzione delle leghe dell?alluminio. Anodizzazione. Leghe del rame. Ottoni,
bronzi, cupronichel. Leghe del nichel. I ceramici : Strutture cristalline, struttura dei silicati , difetti nei
ceramici, frattura fragile, comportamento sforzo deformazione, tecniche di fabbricazione. Ceramici
tradizionali ed avanzati, proprietà termiche ed elettriche. Tecniche di tenacizzazione di ceramici. Proprietà dei
vetri; temperatura di transizione vetrosa, sistemi formatori e modificatori di reticolo, trattamenti termici dei
vetri. Vetro-ceramici : proprietà ed applicazioni. Polimeri: Reazioni di polimerizzazione: Polimeri
termoplastici, termoindurenti. Il processo di vulcanizzazione nelle gomme.
Modalità d'esame:
Esame Orale
Risultati d'apprendimento previsti:
Conoscenza dei principi fondamentali della scienza dei materiali con opportuni richiami alla chimica e fisica
dei solidi. Conoscenza dei materiali ferrosi e non ferrosi, dei ceramici, vetri, vetro-ceramici, polimeri.
Testi di riferimento:
W.F. Smith - Scienza e Tecnologia dei Materiali - McGraw-Hill
W. Nicodemi. Metallurgia - Ed. Masson
W.D. Callister - Materials science and Engineering - John Wiley and Sons, Inc.
