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Questo Corso vi aiuterà: TecMat: Chimica Applicata all’Ambiente e Tecnologia dei Materiali Obiettivo del Corso... Introdurre i concetti fondamentali di.

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Presentazione sul tema: "Questo Corso vi aiuterà: TecMat: Chimica Applicata all’Ambiente e Tecnologia dei Materiali Obiettivo del Corso... Introdurre i concetti fondamentali di."— Transcript della presentazione:

1 Questo Corso vi aiuterà: TecMat: Chimica Applicata all’Ambiente e Tecnologia dei Materiali Obiettivo del Corso... Introdurre i concetti fondamentali di TecMat Imparerete a conoscere: la struttura dei materiali come la struttura determina le proprietà come le tecnologie di processazione possano modificare la struttura ad usare i materiali in maniera appropriata realizzare nuove opportunità di progettazione con i materiali a

2 Docenti: Prof. Ing. Andrea Lazzeri : Dott.ssa Maria-Beatrice Coltelli Orario: Mercoledì 08:30 – 10:30 A28 Venerdì15:30 – 18:30A13 b LEZIONI

3 Contatti: telefono: stanza 307 Dipartimento di Ingegneria Civile ed Industriale Sezione Ingegneria Chimica e dei Materiali e UFFICIO

4 Testi consigliato: Altri testi: Scienza e Tecnologia dei Materiali - W.F. Smith, J. Hashemi, 4a ed., McGraw-Hill dispense dei docenti f TESTI Il calcestruzzo. Materiali e Tecnologia - V.A. Rossetti, 3a ed. McGraw-Hill

5 L’esame finale è scritto e orale La prova prevede esercizi e domande di teoria. L’esame scritto non prevede consultazione di libri, appunti o altro materiale relativo al programma del corso. Il tempo a disposizione per la prova è di 3 ore. Verrà valutato un punteggio parziale per risposte numericamente errate ma supportate da un ragionamento corretto. Il punteggio assegnato alle domande ed esercizi è riportato in fondo al testo. Per l’ammissione all’esame orale occorre ottenere un punteggio pari o superiore a 18, così distribuito: almeno 12 punti nella parte numerica (esercizi) ed almeno 6 in quella teorica (quesiti a risposta aperta e chiusa). g ESAME FINALE

6 l’ingegnere progettista usa tradizionali modificati ai i materiali (tradizionali, modificati, nuovi) per progettare e creare nuovi prodotti e nuove strutture. Ingegneri meccanici → materiali per alte temperature in grado di far lavorare motori a più alte temperature, per innalzare il rendimento termico. Ingegneri elettronici → materiali per dispositivi più veloci, in grado di trasmettere o immagazzinare una maggiore quantità di dati e anche capaci di resistere a più elevate temperature. Ingegneri aerospaziali → miglioramento del rapporto resistenza/peso. Ingegneri chimici → materiali più resistenti alla corrosione. Ingegneri civili/edili → materiali con proprietà strutturali e funzionali (materiali intelligenti), materiali più resistenti alla corrosione, con un migliore rapporto resistenza/peso, migliore durabilità del calcestruzzo. g Approccio verso i materiali

7 Scelta di un materiale non può prescindere da tecnologia in uso, impatto ambientale, costo ed estetica Criteri di scelta si fondano su proprietà dei materiali, relazioni tra struttura e proprietà. Tecnologie e metodi di lavorazione. g Criteri di progettazione

8 Costo dei materiali deve essere proporzionato al livello tecnologico dell’applicazione Il costo dei materiali dipende da: Domanda offerta Costo dell’energia Purezza e qualità Relazione costo/prestazione Alligazione Disponibilità delle risorse Dipendenza da paesi fornitori g Costo dei materiali

9 g

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20 Figura 1.17 – Tendenze future nell’uso dei materiali Materiali metallici -nuove leghe: a base di Ni per alte temperature, leggere per aeronautica; -nuove nuove tecnologie di produzione: pressatura tecnologie di produzione: pressatura isostatica, monocristalli, crescita monodirezionale, solidificazione rapida. Materie plastiche -riduzione del tasso di crescita dei consumi per le plastiche comuni; -sviluppo delle plastiche strutturali e delle leghe polimeriche - sviluppo delle plastiche biodegradabili Materiali ceramici -riduzione del tasso di crescita dei consumi di ceramici tradizionali; -forte sviluppo dei ceramici avanzati, sia per impieghi strutturali che funzionali. Materiali compositi -forte tasso di crescita per i compositi a matrice polimerica specialmente nel settore aeronautico; - progressiva introduzione nel mercato di compositi a matrice metallica e ceramica

21 I materiali sono... Strutture ingegnerizzate...non scatole nere! La struttura...ha molte dimensioni... Caratteristiche strutturaliDimensioni (m) Legame atomico Atomi vacanti/extra Cristalli (atomi ordinati) Particelle di fase secondaria Tessitura cristallina < > CAPITOLO 1: SCIENZA E INGEGNERIA DEI MATERIALI

22 Es.: la durezza vs la struttura dell’acciaiol Le proprietà dipendono dalla struttura Es: la struttura vs la velocità di raffreddamento dell’acciaio Le tecnologie di lavorazione possono modificare la struttura 2 Struttura, Tecnologie di lavorazione, e Proprietà Durezza (BHN)

23 1. Definita l’Applicazione Si determinano le Proprietà richieste 2. Proprietà Si identificano i Materiali candidati 3. Materiali Si identificano le Tecnologie di lavorazione richieste Tecnologie di lavorazione : cambiano la struttura e la forma Es: colata, sinterizzazione, deposizione da fase vapore, dopaggio, forgiatura, saldatura, ricottura. Proprietà: meccaniche, elettriche, termiche, magnetic, optical, deteriorative. Materiali: struttura, composizione. 3 Il Processo di Selezione dei Materiali

24 Resistività Elettrica del Rame: Aggiungendo atomi di “impurezze” al Cu aumenta la resistività. Deformando il Cu aumenta la resistività. 4 PROPRIETA’ ELETTRICHE

25 Piastrelle Space Shuttle: --L’isolamento con fibre di Silice permette una bassa conduzione termica. Conduttività Termica del Rame: --Diminuisce aggiungendo zinco! 5 PROPRIETA’ TERMICHE

26 Permeabilità magnetica vs. Composizione: --Aggiungendo 3% di Si atomico si rende il Fe un materiale per registrazione migliore! 6 Immagazzinamento Magnetico --Il mezzo di registrazione è magnetizzato dalla testa di registrazione. PROPRIETA’ MAGNETICHE

27 Trasmittanza: --L’ossido di alluminio (allumina) può essere transparente, traslucido, o opaco secondo la struttura del materiale. 7 cristallo singolo Materiale policristallino: bassa porosità Materiale policristallino: alta porosità PROPRIETA’ OTTICHE

28 Le sollecitazioni meccaniche e le acque saline... --causano fessurazioni! Il trattamento termico: rallenta la velocità di propagazione di fessure in acque saline! 4m4m --materiale: ”lega” di Al 7150-T651 (Zn,Cu,Mg,Zr) RESISTENZA ALLA CORROSIONE E AL DETERIORIORAMENTO

29 Usare il materiale adatto allo scopo. Capire le relazioni tra proprietà, struttura, e tecnologie di lavorazione. Riconoscere le nuove opportunità di progettazione offerte dalla selezione dei materiali. Gli scopi del corso: 9 SOMMARIO


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