Obiettivi formativi
Il corso ha come obiettivo di fornire le conoscenze di base dei principali materiali di interesse industriale correlando le caratteristiche strutturali, le proprietà chimiche e chimico-fisiche con quelle meccaniche, termiche, di lavorabilità e funzionalità. Verrà approfondito lo studio dei materiali metallici e non metallici di interesse industriale, quali compositi a matrice polimerica e materiali ceramici avanzati, utilizzati per scopi tecnologici. Verrà inoltre sviluppato lo studio dei fenomeni coinvolti nei processi termochimici per la produzione di energia e lo studio dei principali trattamenti delle acque di processo per uso industriale.
Contenuti dell'insegnamento
Stato cristallino e amorfo dei materiali. Metalli, materiali ceramici, polimeri, materiali compositi. Proprietà meccaniche e termiche, elettriche di tali materiali e prove per la loro caratterizzazione.
Strutture cristalline dei metalli. Soluzioni solide. Difetti nei cristalli e deformazione plastica. Ghise e acciai: preparazione, proprietà. Equilibri eterogenei. Diagrammi di stato, loro interpretazione ed impiego. Diagramma delle fasi di equilibrio del sistema ferro-carbonio. Trattamenti termici degli acciai (tempra, rinvenimento, ricottura, normalizzazione). Acciai basso legati e inossidabili. Ghise bianche e grige, malleabili e sferoidali. Normativa per la classificazione e la codifica dei materiali metallici.
Caratteristiche e preparazione di rame, alluminio e loro principali leghe. Cenni su leghe di magnesio, titanio e nichelio.
Corrosione secca ed elettrochimica. Corrosione per eterogeneità della fase solida, corrosione intergranulare, tensiocorrosione. Protezione dalla corrosione.
Materie plastiche: processi industriali di polimerizzazione. Preparazione delle resine di base. Additivi. Formatura per stampaggio, estrusione, calandratura.
Comportamento al calore. Principali tipi di resine termoplastiche e termoindurenti e loro applicazioni. Elastomeri.
Materiali compositi a matrice polimerica. Fibre di rinforzo e materiali polimerici per la matrice. Modulo elastico in condizioni di isodeformazione e isosollecitazione.
Materiali ceramici avanzati. Proprietà meccaniche dei materiali ceramici.
Combustibili: potere calorifico, aria teorica di combustione, volume e composizione dei fumi, temperatura teorica di combustione, perdite al camino, limiti di infiammabilità. Calcoli sulla combustione. Cenni su caratteristiche di combustibili solidi, liquidi e gassosi. Lubrificanti liquidi e solidi; viscosità e indice di viscosità.
Acque: caratteristiche, durezza e calcoli relativi. Eliminazione della durezza per precipitazione e per scambio ionico. Sedimentazione e coagulazione. Filtrazione. Processi di demineralizzazione (evaporazione per espansione, scambio ionico, elettrodialisi, osmosi inversa). Acque per processi industriali.
Bibliografia
W. F. SMITH, J. HASHEMI "Scienza e Tecnologia dei Materiali" Ed. McGraw-Hill, 2008.
C. BRISI, “Chimica Applicata”, Edizioni Levrotto e Bella, Torino, III Ed., 1997
