Scopi

Fornire le conoscenze di base su:

• acque per uso industriale, combustibili, carburanti e lubrificanti, nonchè sui trattamenti relativi e sulle problematiche connesse;
• diagrammi di fase di sistemi a due componenti;
• materiali non metallici (ceramici e polimeri) di interesse ingegneristico relativamente alle caratteristiche tecnologiche ed alle principali possibilità di impiego.

Sono previste le seguenti precedenze di acquisto:

• Chimica

Contenuti

• Acque per uso industriale trattamenti delle acque (dolcificazione e demineralizzazione).
• Combustibili.
• Carburanti.
• Lubrificanti.
• Teoria dei diagrammi di fase.
• Materiali ceramici.
• Refrattari.
• Vetri.
• Leganti.
• Materiali polimerici.
• Materiali compositi.

Programma dettagliato del modulo di Materiali

Argomenti trattati durante il tutorato, oggetto d'esame.

1. Classificazione dei materiali.
2. Combustione (meccanismo della c., concetto di combustione completa e componenti dei fumi), composizione dei combustibili.
   Potere calorifico (inferiore e superiore) e relativo calcolo dall'entalpia di reazione, metodi sperimentali per ottenere il potere calorifico (Bomba di Mahler, calorimetro di Junkers).
   Temperatura di accensione, limiti di infiammabilità. Aria teorica di combustione, Volume e composizione dei fumi (relativi esercizi). Temperatura teorica di combustione (non si richiedono esercizi), fattori che influenzano la temperatura teorica di combustione. Perdita al camino (non si richiedono esercizi). Potenziale termico (calcolo).
   Combustibili solidi naturali, classificazioni dei litantraci. Combustibili solidi artificiali. Combustibili liquidi, il petrolio (composizione) e la sua raffinazione: operazioni fisiche (distillazione e frazionamento del greggio) e operazioni chimiche (cracking, reforming). Combustibili liquidi artificiali (benzine, caratteristiche generali, potere antidetonante e numero di ottano, gasoli (numero di cetano), correlazione tra natura chimica e caratteristiche tecnologiche di alcuni, derivati petroliferi. Oli combustibili. Combustibili gassosi (naturali e artificiali) Inquinanti prodotti dalla combustione, sistemi di abbattimento.
3. Lubrificanti (requisiti) e concetto di viscosità: additivi per olii lubrificanti.
4. I solidi (reticolo cristallino), soluzioni solide (tipi di soluzioni solide). Difetti reticolari (di punto, difetti in un solido ionico; difetti di linea).
5. Diagrammi di fase. Regola delle fasi di Gibbs.
   Diagrammi trattati: 2 componenti: miscibilità completa allo stato liquido nulla allo stato solido (concetto di composizione eutettica). 2 componenti miscibilità completa allo stato liquido e solido. 2 componenti, miscibilità completa allo stato liquido, parziale allo stato solido (reazione eutettica, peritettica). 2 componenti, formazione di composto intermedio a fusione congruente e a fusione incongruente). 2 componenti, formazione di fase intermedia a fusione congruente e a fusione incongruente. Eutettoide.
6. Materiali ceramici (caratteristiche, cenni sui processi di fabbricazione). Ceramici tradizionali e innovativi.
7. Refrattari (caratteristiche fisiche e meccaniche a caldo); tipi di refrattari; refrattarietà e resistenza alla termocompressione.
8. Vetri (struttura e caratteristiche dello stato vetroso), principali tipi di vetro; vetro temprato.
9. Leganti idraulici (cemento). Cemento Portland (composizione, fabbricazione); idratazione del Cemento Portland. Principali cause di degrado del calcestruzzo. Cemento pozzolanico. (cenni e confronto con il Cemento Portland).
10. Materiali polimerici (termoplastici e termoindurenti, elastomeri). Parametri strutturali (descrizione di: polietilene, polivinilcloruro, polipropilene, resine epossidiche e fenoliche). Polimeri cristallini; proprietà dei polimeri allo stato solido (transizione vetrosa); deformazione dei polimeri.
11. Materiali compositi; concetto di materiale composito (vantaggi rispetto alla singola matrice, curva sforzo-deformazione). Fibre di rinforzo per i compositi a matrice polimerica, caratteristiche delle fibre.

Testi consigliati dal docente responsabile del corso:

• C. Brisi, Chimica Applicata, Ed. Levrotto & Bella, Torino, 1991
• W.F. Smith, Scienza e tecnologia dei materiali, Mc Graw-Hill Italia Editore, Milano, 1995

Guida alla lettura

Per lo studio degli argomenti citati nei punti 1, 5, 7, 9, 10 del Programma si consiglia di fare riferimento allo Smith. Per i punti 2, 3, 4, 8, 11, 12 si consiglia di fare riferimento al testo di chimica applicata (Brisi). Per il punto 6 usare il Brisi e per gli esempi consultare lo Smith.

Sono disponibili (in formato .pdf) le seguenti dispense:

• Acque (prima parte) ( 176 KB)
• Acque (seconda parte) ( 493 KB)
• Carburanti ( 10276 KB)
• Materiali ceramici ( 2656 KB)
• Combustione - Combustibili (prima parte) ( 955 KB)
• Combustibili (seconda parte) ( 547 KB)
• Materiali compositi ( 148 KB)
• Compositi a matrice ceramica ( 1181 KB)
• Diagrammi di stato ( 567 KB)
• Leganti ( 1172 KB)
• Lubrificanti ( 71 KB)
• Materiali ( 97 KB)
• Materiali solidi ( 502 KB)
• Polimeri ( 979 KB)
• Proprietà dei materiali ( 7112 KB)
• Shuttle ( 323 KB)
• Vetri ( 1337 KB)

Ulteriore materiale in formato cartaceo è disponibile presso la Segreteria Didattica dei Corsi Universitari a Distanza.

Gli argomenti del corso sono trattati nel CD-ROM Materiali (prof. P. Appendino, Politecnico di Torino).
Per maggiori ragguagli circa le specifiche relative ai CD-ROM prodotti consultare l'Area CD-ROM multimediali.
In alternativa al CD-ROM è possibile utilizzare il videocorso Materiali di cui di seguito il dettaglio.

• Prof. Giorgio Pradelli, Università di Firenze

• [1.] Presentazione del Corso
• [2.] Acque per uso industriale (parte 1)
• [3.] Acque per uso industriale (parte 2)
• [4.] Acque per uso industriale (parte 3)
• [5.] Acque per uso industriale (parte 4)
• [6.] Acque per uso industriale (parte 5)
• [7.] Acque di scarico
• [8.] Combustione e combustibili (parte 1)
• [9.] Combustione e combustibili (parte 2)
• [10.] Combustione e combustibili (parte 3)
• [11.] Combustione e combustibili (parte 4)
• [12.] Temperatura teorica di combustione
• [13.] Combustibili solidi
• [14.] Combustibili solidi e liquidi
• [15.] Raffinazione del petrolio
• [16.] Benzine - Petroli - Gasoli
• [17.] Combustibili gassosi
• [18.] Inquinamento atmosferico
• [19.] Lubrificanti (parte 1)
• [20.] Lubrificanti (parte 2)
• [21.] Solidi cristallini (parte 1)
• [22.] Solidi cristallini (parte 2)
• [23.] Diagrammi di fase binari (parte 1)
• [24.] Diagrammi di fase binari (parte 2)
• [25.] Diagrammi di fase binari (parte 3)
• [26.] Diagrammi di fase binari (parte 4)
• [27.] Diagrammi di fase ternari (parte 1)
• [28.] Diagrammi di fase ternari (parte 2)
• [29.] Materiali ceramici (parte 1)
• [30.] Materiali ceramici (parte 2)
• [31.] Materiali ceramici (parte 3)
• [32.] Materiali refrattari (parte 1)
• [33.] Materiali refrattari (parte 2)
• [34.] Vetro
• [35.] Leganti idraulici
• [36.] Cemento Portland (parte 1)
• [37.] Cemento Portland (parte 2)
• [38.] Materiali Polimerici (parte 1)
• [39.] Materiali Polimerici (parte 2)
• [40.] Materiali Polimerici (parte 3). Materiali compositi

Esempio di tema d'esame ( 172 KB).

Esame orale.