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Tecnologia dei materiali

05ENCPI

A.A. 2023/24

2021/22

Tecnologia dei materiali

L’insegnamento si pone come obiettivo principale la descrizione delle proprietà e tecnologie dei materiali, correlando la microstruttura con le proprietà chimico-fisico-meccaniche delle tre classi tipiche di materiali (ceramici, polimerici, metallici) e dei loro compositi. Si pone inoltre di esaminare alcuni fenomeni di interazione dei materiali con l’ambiente (corrosione dei materiali metallici), nonché alcuni aspetti relativi alle tecnologie di riciclo delle materie plastiche.

Tecnologia dei materiali

The course aims at describing the properties and technologies of the materials, correlating the microstructure with the physico-chemical-mechanical features of the three main typical classes of materials (i.e. ceramics, polymers and metals) and of their composites. Furthermore, the course is aimed at describing some phenomena related to the interactions of the materials with the environment (corrosion of metals), as well as the technologies exploitable for plastic recycling.

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Conoscenza dei materiali, delle loro tecnologie di produzione e abilità nella selezione di un materiale per determinate applicazioni, sia strutturali, sia funzionali.

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Knowledge of the different classes of materials and of their processing technologies; capability of selecting a material for specific both structural and functional applications.

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Si richiedono conoscenze molto basilari della Chimica e della Fisica

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Basic skills of Chemistry and Physics are required

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Introduzione alla scienza e tecnologia dei materiali (2 h) Il legame chimico e le sue implicazioni nei materiali (2 h). Struttura dei materiali cristallini e amorfi. Difetti reticolari. Soluzioni solide (7 h). Proprietà meccaniche dei materiali (3 h). Proprietà termiche dei materiali (3 h). Proprietà elettriche dei materiali (3 h). Proprietà magnetiche dei materiali (2 h). Proprietà ottiche dei materiali (3 h). Materiali ceramici: struttura, preparazione e proprietà (9 h). Materiali metallici, leghe ferrose e non ferrose: struttura, preparazione e proprietà (9 h). Fenomeni di corrosione dei materiali metallici (3 h). Materiali polimerici: struttura, preparazione e proprietà (9 h). Materiali compositi: struttura, preparazione e proprietà (9 h). Introduzione all'additive manufacturing (3 h) Il fine vita dei materiali: il riciclo delle materie plastiche e fenomeni di corrosione (3 h).

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Introduction to science and technology of materials (2 h) Chemical bond and its implication in materials (2 h). Structure of crystalline and amorphous materials. Lattice defects. Solid solutions (7 h). Mechanical properties of materials (3 h). Thermal properties of materials (3 h). Electrical properties of materials (3 h). Magnetic properties of materials (2 h). Optical properties of materials (3 h). Introduction to additive manufacturing (3 h) Ceramics: structure, processing and properties (9 h). Metals, ferrous and non-ferrous alloys: structure, processing and properties (9 h). Corrosion phenomena for metals and metal alloys (3 h). Polymers: structure, processing and properties (9 h). Composites: structure, processing and properties (9 h). The end of life of materiasl: recycling of plastics (3 h)

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Saranno trattate le principali classi di materiali (metalli e loro leghe, materiali ceramici, materiali polimerici e loro compositi), illustrandone le caratteristiche strutturali, il comportamento termico, meccanico, elettrico, ottico e magnetico. Saranno inoltre illustrate le principali tecnologie di produzione delle diverse classi di materiali. Saranno infine descritti alcuni aspetti di interazione dei materiali con l'ambiente (corrosione dei metalli e riciclo delle materie plastiche). Saranno eseguite semplici esercitazioni numeriche su alcuni degli argomenti svolti a lezione. Inoltre, a ciascuno studente, sarà affidata la stesura di una relazione di approfondimento su aspetti riguardanti la Tecnologia dei Materiali (10 h).

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The different classes of materials (metals and alloys, ceramics, polymer and their composites) will be described; their structural characteristics, their thermal, mechanical, optical, electrical and magnetic behavior will be elucidated. Furthermore, the main production processes employed for the obtainment of the different classes of materials will be considered. Finally, some issues related to the interactions of the materials with the environment (namely, corrosion phenomena for metals and metal alloys and recycling of plastics) will be discussed. Simple numerical exercises will be carried out on some topics; in addition, small groups of students (maximum three students per group) will make a report on some topics referring to the technology of materials (10 h).

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Dispense fornite dal docente. Per approfondimenti: - W.D. Callister, "Scienza e Ingegneria dei Materiali; una Introduzione", 8a Edizione, EdiSes, Napoli - D.R. Askeland, P.P. Fulay, W.J. Wright, “Scienza e tecnologie dei materiali” Città Studi Edizioni, Novara - W. Smith, J. Hashemi, “Scienza e tecnologia dei materiali”, 4ed –2012 McGraw-Hill Education

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Lecture notes provided by the lecturer. For in-depth analyses: - W.D. Callister, "Scienza e Ingegneria dei Materiali; una Introduzione", 8a Edizione, EdiSes, Napoli - D.R. Askeland, P.P. Fulay, W.J. Wright, “Scienza e tecnologia dei materiali” Città Studi Edizioni, Novara - W. Smith, J. Hashemi, “Scienza e tecnologia dei materiali”, 4ed –2012 McGraw-Hill Education

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Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Elaborato scritto individuale;

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L’esame consiste in una prova scritta, del valore massimo di 27/30. La prova scritta d'esame ha una durata di 1h e 30 minuti; durante la prova scritta, lo studente NON può fare uso di materiale didattico (dispense, libri, appunti). La relazione di approfondimento può valere fino a 3/30 e consiste nella produzione di una monografia di max 6 pagine, da redigersi utilizzando un template messo a disposizione del docente, dove si descrive un materiale o una tecnologia (scelta a piacere dallo studente). Detta relazione deve essere consegnata (caricandola sul portale alla sezione “Elaborati” in formato .doc e .pdf) al docente entro l'ultima lezione prima delle vacanze natalizie.

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Exam: Written test; Individual essay;

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L’esame consiste in una prova scritta, del valore massimo di 27/30. La prova scritta d'esame ha una durata di 2 h; durante la prova scritta, lo studente NON può fare uso di materiale didattico (dispense, libri, appunti). La relazione di approfondimento può valere fino a 3/30 e consiste nella redazione di una monografia di max 5 pagine, dove si descrive un materiale o una tecnologia (scelta a piacere dallo studente). Detta relazione può essere svolta anche in piccoli gruppi (max 3 studenti per gruppo) e deve essere consegnata (caricandola sul portale alla sezione “Elaborati” in formato .pdf) al docente entro l'ultima lezione prima delle vacanze natalizie.

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Modalità di esame: Elaborato scritto individuale; Prova scritta a risposta aperta o chiusa tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo Exam integrata con strumenti di proctoring (Respondus);

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L’esame consiste in una prova scritta, del valore massimo di 27/30, svolta con l'ausilio della piattaforma Exam integrata con strumenti di proctoring (Respondus). La prova scritta d'esame ha una durata di 1h e 30 minuti; durante la prova scritta, lo studente NON può fare uso di materiale didattico (dispense, libri, appunti). La relazione di approfondimento può valere fino a 3/30 e consiste nella produzione di una monografia di max 6 pagine, da redigersi utilizzando un template messo a disposizione del docente, dove si descrive un materiale o una tecnologia (scelta a piacere dallo studente). Detta relazione deve essere consegnata (caricandola sul portale alla sezione “Elaborati” in formato .doc e .pdf) al docente entro l'ultima lezione prima delle vacanze natalizie.

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Exam: Individual essay; Computer-based written test with open-ended questions or multiple-choice questions using the Exam platform and proctoring tools (Respondus);

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Written examination (using Exam platform with proctoring facility - i.e. respondus -; maximum score is 27/30). The duration of the written examination is 2 hours; during the written examination, the student is NOT allowed using notes, books, lecture notes, ....

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Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Elaborato scritto individuale; Prova scritta a risposta aperta o chiusa tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo Exam integrata con strumenti di proctoring (Respondus);

Tecnologia dei materiali

L’esame consiste in una prova scritta, del valore massimo di 27/30, svolta, in caso di impossibilità di esame in presenza in aula, con l'ausilio della piattaforma Exam integrata con strumenti di proctoring (Respondus). La prova scritta d'esame ha una durata di 1 h e 30 minuti; durante la prova scritta, lo studente NON può fare uso di materiale didattico (dispense, libri, appunti). La relazione di approfondimento può valere fino a 3/30 e consiste nella produzione di una monografia di max 6 pagine, da redigersi utilizzando un template messo a disposizione del docente, dove si descrive un materiale o una tecnologia (scelta a piacere dallo studente). Detta relazione deve essere consegnata (caricandola sul portale alla sezione “Elaborati” in formato .doc e .pdf) al docente entro l'ultima lezione prima delle vacanze natalizie.

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Exam: Written test; Individual essay; Computer-based written test with open-ended questions or multiple-choice questions using the Exam platform and proctoring tools (Respondus);

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Written examination (possibly given at Politecnico in a specified room, otherwise using Exam platform with proctoring facility - i.e. respondus -; maximum score is 27/30). The duration of the written examination is 2 hours; during the written examination, the student is NOT allowed using notes, books, lecture notes, ....

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