Catalogo dei Corsi di studio

OBIETTIVI GENERALI: Competenze fondamentali nella scienza e ingegneria dei materiali applicate all'ingegneria industriale.

Il corso intende fornire i fondamenti tanto della Scienza che della Tecnologia dei Materiali, ed è formulato tenendo conto delle esigenze di studenti con diversi percorsi formativi nell’ambito dell’ingegneria industriale.

Gli studenti che concluderanno il loro percorso di studi con la laurea triennale, al pari di coloro che non includeranno comunque nel loro futuro curriculum ulteriori conoscenze nell’ambito dei Materiali, avranno modo di trarre dal corso insegnamenti già direttamente applicabili nel campo dell’Ingegneria Industriale (con particolare riferimento all’Industria Chimica, ma anche all’Industria Metallurgica, Meccanica, Elettrotecnica) e dell’Ingegneria Civile. Forti delle conoscenze maturate sulle proprietà delle diverse classi di materiali, saranno in grado di selezionare con consapevolezza i materiali idonei alle diverse applicazioni, sapranno riconoscere le condizioni di possibile rischio in esercizio, sapranno scegliere i test più indicati per valutare le prestazioni dei materiali in opera e potranno inserirsi con professionalità nella gestione delle fasi tecnologiche di produzione.

Agli studenti che intendono proseguire verso una laurea magistrale a più forte specializzazione sarà fornita la conoscenza di base necessaria per affrontare con la giusta preparazione gli ulteriori approfondimenti, avvalendosi di una completa articolazione delle conoscenze sulle relazioni fra la microstruttura dei materiali e le loro proprietà. Ciò li metterà in condizione di progettare con/per i materiali, facendosi parte attiva del percorso di evoluzione dai materiali «tradizionali» ai materiali «avanzati».

OBIETTIVI SPECIFICI: Con riferimento ai descrittori di Dublino:

1. conoscenza e comprensione (descrittore di Dublino A) delle correlazioni esistenti fra produzione/lavorazioni – microstruttura - proprietà dei materiali. Tali conoscenze sono trasmesse mediante lezioni frontali generali sulle caratteristiche microstrutturali e le proprietà delle diverse classi di materiali (metallici, ceramici, polimeri, compositi).

2. capacità di applicare la conoscenza e la comprensione acquisite (descrittore B) alla selezione delle classi di materiali più idonee per specifiche applicazioni nel campo dell’ingegneria industriale, con particolare ma non esclusivo riferimento al loro comportamento meccanico (resistenza, resilienza, tenacità, lavorabilità, durezza, vita a fatica). Tale capacità è acquisita attraverso l’illustrazione, durante le lezioni frontali, (anche mediante materiale didattico in video) dell’esecuzione di test e lavorazioni su materiali/componenti reali.

3. lo studente è chiamato a individuare autonomamente (descrittore C) i procedimenti (lavorazioni, trattamenti termici, alligazioni, combinazioni di materiali) più appropriati per l’ottimizzazione di specifiche proprietà, mettendo così a frutto le conoscenze acquisite per saggiare la propria capacità di determinare giudizi in forma autonoma, in condizioni non complesse.

4. idonee abilità comunicative (descrittore D): per molti studenti, vista la costruzione del comune percorso formativo, l’esame finale del corso di Materiali è il primo esame sostenuto interamente in forma di colloquio orale con uno dei due docenti. L’attenzione dei docenti è particolarmente indirizzata, durante le lezioni frontali, alla messa a punto e alla cura di un vocabolario tecnico appropriato e sufficientemente ampio e alla stimolazione di una buona capacità espressiva.

Programma

Il corso è articolato in due moduli: un modulo più generale di 8 CFU sulla scienza e tecnologia dei materiali (SSD ING-IND/22) e un modulo di 4 CFU più specificamente dedicato all’approfondimento dei temi della metallurgia (SSD ING-IND/21).

I due moduli sono totalmente integrati tra loro, e il programma, con numerose interazioni e richiami reciproci, è svolto in parallelo con lezioni distribuite uniformemente nel periodo didattico.

Il programma è sviluppato nei temi seguenti:

- Introduzione alla Scienza e Tecnologia dei Materiali
- Struttura e legami degli atomi
- Struttura e geometria cristallina
- Solidificazione e imperfezioni cristalline
- Diffusione nei solidi
- Proprietà meccaniche e relative prove di caratterizzazione
- Diagrammi di stato
- Materiali metallici
- Materiali polimerici
- Materiali ceramici
- Materiali Compositi
- Cenni di Corrosione e protezione dei materiali

Testi adottati

W.F. Smith, J. Hashemi: "Scienza e Tecnologia dei Materiali", Mc Graw Hill

Prerequisiti

- L’esame di Chimica è propedeutico all’esame di Materiali. - Conoscenze di Chimica Organica sono assai utili per la piena comprensione della natura e le proprietà dei materiali polimerici. - Conoscenze di Fisica e Scienza delle Costruzioni possono essere utili per la consapevole selezione di materiali dotati delle idonee proprietà meccaniche per componenti diversamente sollecitati, e per la comprensione dei test utilizzati per la caratterizzazione delle suddette proprietà. - L’attitudine a scegliere, integrare autonomamente, chiedere e a volte precedere è attributo fondamentale per un futuro ingegnere.

Modalità di frequenza

La frequenza delle lezioni del corso, pur raccomandata, non è obbligatoria. Tuttavia, in caso di preparazione autonoma al colloquio finale, gli studenti sono caldamente invitati a contattare preventivamente i docenti in modo da poter essere informati sulla generale finalità del corso e sugli aspetti specifici di maggiore criticità.

Modalità di valutazione

La valutazione è basata sugli esiti di un colloquio orale, teso alla verifica dell'acquisizione:

- delle conoscenze su microstruttura, proprietà, progettazione, processi di produzione e trasformazione, impiego, analisi, caratterizzazione e degrado dei materiali di interesse ingegneristico industriale

- della capacità di applicare tali conoscenze per selezionare i materiali idonei alle diverse applicazioni, per riconoscere le condizioni di possibile rischio in esercizio, per scegliere i test più indicati per valutare le prestazioni dei materiali.

Il colloquio è unico per i due moduli.

La prima domanda, posta a tutti gli studenti, riguarda il «Diagramma di stato Fe-C». Il voto minimo per il superamento dell’esame (18/30) è conseguito solo se lo studente dimostra di conoscere con un sufficiente grado di completezza le condizioni di equilibrio delle leghe a base ferro al crescere del contenuto di carbonio e le relative microstrutture, e di saper discutere le fondamentali correlazioni tra tali microstrutture e le principali proprietà meccaniche e tecnologiche di acciai e ghise.

Per il voto finale saranno considerati:

- il grado di approfondimento delle conoscenze
- la capacità di collegare con sicurezza argomenti diversi
- la capacità di applicare le conoscenze alla soluzione di problemi di limitata complessità nel campo dell’ingegneria dei materiali
- la capacità di comunicare le conoscenze acquisite e di illustrare le soluzioni tecniche proposte con chiarezza e utilizzando un vocabolario tecnico appropriato.

Per il conseguimento del massimo dei voti (30/30 e lode) lo studente dovrà dimostrare di aver acquisito una conoscenza eccellente di tutti gli argomenti trattati nel corso, e di saper applicare tale conoscenza alla soluzione di problemi nel campo dell’ingegneria industriale, proponendo soluzioni originali e dimostrando di aver approfondito individualmente e con contributi personali lo studio della materia.

Durante lo svolgimento del corso agli studenti è offerta l’opportunità di mettere alla prova la propria preparazione mediante lo svolgimento di test di autovalutazione in forma scritta (domande chiuse, risoluzione di problemi numerici, domande aperte), a cui seguono correzioni comuni e, per coloro che ne fanno richiesta, una valutazione dell’elaborato da parte del docente.