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PORTALE DELLA DIDATTICA

Scienza e tecnologia dei materiali I

05EGILS

A.A. 2020/21

Lingua dell'insegnamento

Italiano

Corsi di studio

Corso di Laurea in Ingegneria Dei Materiali - Torino

Organizzazione dell'insegnamento
Didattica Ore
Lezioni 49,5
Esercitazioni in aula 4,5
Esercitazioni in laboratorio 6
Docenti
Docente Qualifica Settore h.Lez h.Es h.Lab h.Tut Anni incarico
Biamino Sara Professore Ordinario ING-IND/22 43,5 4,5 0 0 3
Collaboratori
Espandi
Didattica
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-IND/22 6 B - Caratterizzanti Ingegneria chimica
Date d'appello
Orario delle lezioni
Statistiche superamento esami
2020/21
I materiali rivestono un ruolo di grande rilievo nella progettazione e l'insegnamento di Scienza e Tecnologia dei Materiali si propone di fornire una cultura ingegneristica di base sui materiali, con particolare enfasi alle correlazioni esistenti tra struttura, microstruttura e prestazione del materiale, sottolineando quindi le potenzialità di progettazione con vecchi e nuovi materiali attraverso un controllo delle loro caratteristiche microstrutturali. La trattazione è pertanto finalizzata alla comprensione di come le proprietà di un materiale possano significativamente condizionare la fase di scelta, nell'ambito del processo progettuale di un sistema complesso. Accanto agli approfondimenti teorici, si dedica spazio ad esempi illustrativi che consentano allo studente di riflettere su come tali proprietà costituiscano una informazione indispensabile per l'adozione di una corretta procedura di selezione e progettazione, anche in considerazione delle modalità disponibili per la loro modifica: particolare enfasi è quindi posta sui concetti tipici della tecnologia dei materiali, di spiccata utilità ingegneristica, mantenendo un legame logico ed esplicativo con gli aspetti di base della scienza dei materiali.
Materials play a crucial role in engineering design and the module on Materials Science and Technology is aimed to supply the student with an engineering background on materials, emphasizing the relationships among materials structure, microstructure and performances and, as a consequence, the potentialities of engineering design able to exploit old and new materials through the tailoring of their microstructure. A deep understanding of the property-limited selection and design is therefore the main objective of this course. Near the analysis of the science that lies behind, some specific case studies will be exploited to allow the student to understand how properties can affect materials selection and processing. In this way, science-led and design-led approaches to materials teaching will be sinergically combined to offer the information that will be needed to achieve a deep knowledge and to enable successful material selection.
L'obiettivo è di fornire allo studente una formazione di base sui materiali capace di coniugare sinergicamente aspetti scientifici ad aspetti tecnologici, fornendo linee-guida per la traduzione di conoscenze di base in strumenti sfruttabili nella progettazione. Quindi al termine dell'insegnamento si chiederà allo studente di: - conoscere la natura intima dei materiali e la dipendenza delle proprietà macroscopiche da aspetti di livello atomico e microstrutturale ; - conoscere la possibilità di applicare queste conoscenze di base al controllo delle proprietà del materiale, per rendere più adatte alla specifica applicazione; - avere consapevolezza dell'importanza della selezione dei materiali in modo che essi rispondano adeguatamente ai requisiti di progetto; - conoscere la terminologia internazionale, in particolare quella inglese.
The main aim is to supply the student with a robust background on materials, able to couple scientific and technological knowledge in a synergic way, providing general guidelines for translating scientific knowledge into technological tools for engineering design. The student should then: - know the chemical and atomic nature of the materials and the strong dependence of the macroscopic features and properties from it; - know how to exploit this scientific background in controlling the material properties up to the tailoring of material features for a specific application; - be conscious of the role of material selection in matching design requirements; - know a basic English vocabulary on Materials Science and Technology.
Lo studente deve possedere una cultura scientifica solida, con particolare riferimento a conoscenze di base nel settore della Chimica, Fisica e Analisi matematica.
The student is required to have a robust, basic knowledge on Chemistry Physics and Mathematics.
Richiami sul legame atomico (3 ore) Struttura dei materiali cristallini e amorfi; difetti reticolari (11 ore). Diffusione (3 ore) Correlazione struttura-comportamento elastico dei materiali e struttura-comportamento plastico dei materiali (6 ore). Correlazione struttura-altre proprietà dei materiali (termiche, elettriche) (9 ore). Modificazione delle proprietà dei materiali: rafforzamento, evoluzione microstrutturale e conseguenze sulle proprietà e comportamento meccanico (6 ore). Generalità sulle principali classi di materiali di interesse ingegneristici (metallici, ceramici, vetri, polimerici); cenni alle principali categorie e loro proprietà (ore 10). Introduzione ai materiali compositi (1.5 ore).
Review of the atomic bond (3h) Structure of crystalline and amorphous materials. Crystal defects (11h) Diffusion (3h) Material structure- elastic behaviour relationships and material structure- plastic behaviour relationships (6h) Relationships between material structure and other properties (thermal, electrical) (h.9) Modification of the material properties: reinforcement, microstructural evolution and consequences on properties. Investigation of mechanical properties (6h) General discussion of the principal classes of the engineering materials (metals, ceramics, glasses, polymers): mentions to the main types and to their properties (10h). Introduction to composite materials (h. 1.5)
Lezioni frontali (vedi programma del corso) Laboratorio di prove meccaniche a squadre (2h) Laboratorio di analisi termica a squadre (2h) Laboratorio di caratterizzazione dei materiali a squadre (2h) Esercitazioni in aula su cristallografia, diffusione (4,5 h) L'insegnamento teorico si avvale di una serie di esercitazioni contenute in un laboratorio virtuale, fruibile on-line all'indirizzo http://didattica.polito.it/pls/portal30/docs/FOLDER/AREA_DOCENTE/SITO_VIRTLAB/INDEX.HTM.
Frontal lesson (see course topics) Laboratory of mechanical tests for materials divided in groups (2h) Laboratory of thermal analysis for materials divided in groups (2h) Laboratory of material characterization divided in groups (2h) Exercises in classroom as regards: crysttallography, diffision (4,5h) A virtual laboratory is available, as a support to the theory on thhe "Portale della Didattica": http://didattica.polito.it/pls/portal30/docs/FOLDER/AREA_DOCENTE/SITO_VIRTLAB/INDEX.HTM.
Sono elencati alcuni libri di riferimento. Il docente indicherà di volta in volta l'opportuna bibliografia. W.F. Smith, Scienza e Tecnologia dei Materiali McGraw-Hill W.D. Callister “Scienza e Ingegneria dei Materiali una Introduzione” EDISES J.F. Shackelford Scienza e Ingegneria dei Materiali, Pearson-Paravia M. Ashby, H. Shercliff, D. Cebon, Materiali. Dalla scienza alla progettazione ingegneristici Casa Editrice Ambrosiana
Some reference books are above listed. The teacher will suggest the proper bibliography. W.F. Smith, Foundations of Materials Science and Engineering, McGraw-Hill Callister, Materials Science and Engineering: An Introduction, Wiley J.F. Shackelford, Introduction to Materials Science for Engineers, Pearson-Prentice Hall M. Ashby, H. Shercliff, D. Cebon, Materials, Engineering, science, processing and design, Elsevier
Modalità di esame: Prova scritta tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo;
L’esame è volto ad accertare la conoscenza degli argomenti elencati nel Programma ufficiale dell’insegnamento e ancor meglio declinato nelle slides che il docente mette a disposizione sul portale prima dell’inizio delle lezioni. L'esame è costituito da uno scritto obbligatorio di 2 ore basato su 8 domande delle seguenti tipologie: domande a risposta multipla, domande aperte a cui rispondere brevemente sugli argomenti trattati durante l’insegnamento; può anche essere richiesto di rappresentare grafici (per esempio tracciare diagrammi di stato o risultati qualitativi di prove meccaniche ecc) o di risolvere esercizi numerici come quelli visti durante l’insegnamento. Ogni domanda vale 4 punti. Se si supera 30 si raggiunge la lode. Una votazione dello scritto inferiore a 18/30 è considerata non sufficiente. Durante l'esame non è consentito l'uso di appunti o libri. Un facsimile di prova d’esame sarà disponibile sul portale della didattica.
Exam: Computer-based written test using the PoliTo platform;
The aim of the exam is to asses the knowledge of the subjects listed in the course's official program and even better in the slides that the teacher puts on the "Portale della didattica". before the lessons begin. The exam consists of a mandatory 2-hour writing. It is based on 8 questions of the following types: multiple-choice questions, open questions to briefly answer about the topics covered during the course; it may also be asked to represent graphs (for example, draw phase diagrams or qualitative results of mechanical tests etc) or to solve numerical exercises such as those seen during the course. Each question is worth 4 points. If you exceed 30 you will reach the laude. A result below 18/30 is considered insufficient. During the exam it is not possible to use notes or books. A facsimile examination form will be available on the "Portale della didattica".
Modalità di esame: Test informatizzato in laboratorio; Prova scritta tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo;
L’esame è volto ad accertare la conoscenza degli argomenti elencati nel Programma ufficiale dell’insegnamento e ancor meglio declinato nelle slides che il docente mette a disposizione sul portale prima dell’inizio delle lezioni. L'esame è costituito da uno scritto obbligatorio di 2 ore basato su 8 domande delle seguenti tipologie: domande a risposta multipla, domande aperte a cui rispondere brevemente sugli argomenti trattati durante l’insegnamento; può anche essere richiesto di rappresentare grafici (per esempio tracciare diagrammi di stato o risultati qualitativi di prove meccaniche ecc) o di risolvere esercizi numerici come quelli visti durante l’insegnamento. Ogni domanda vale 4 punti. Se si supera 30 si raggiunge la lode. Una votazione dello scritto inferiore a 18/30 è considerata non sufficiente. Durante l'esame non è consentito l'uso di appunti o libri. Un facsimile di prova d’esame sarà disponibile sul portale della didattica.
Exam: Computer lab-based test; Computer-based written test using the PoliTo platform;
The aim of the exam is to asses the knowledge of the subjects listed in the course's official program and even better in the slides that the teacher puts on the "Portale della didattica". before the lessons begin. The exam consists of a mandatory 2-hour writing. It is based on 8 questions of the following types: multiple-choice questions, open questions to briefly answer about the topics covered during the course; it may also be asked to represent graphs (for example, draw phase diagrams or qualitative results of mechanical tests etc) or to solve numerical exercises such as those seen during the course. Each question is worth 4 points. If you exceed 30 you will reach the laude. A result below 18/30 is considered insufficient. During the exam it is not possible to use notes or books. A facsimile examination form will be available on the "Portale della didattica".
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