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 materiali tradizionali ed innovativi 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.

L'insegnamento si propone l'obiettivo generale 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 dipendenza delle proprietà macroscopiche dei materiali 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.

Lo studente deve possedere una cultura scientifica solida, con particolare riferimento a conoscenze di base nel settore della Chimica, Fisica e Analisi matematica.
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Gli insegnamenti di Scienza e Tecnologia dei Materiali presentano contenuti comuni alla formazione dell'Ingegnere, riassumibili nei punti seguenti:
Struttura dei materiali cristallini e amorfi; difetti reticolari. Correlazione struttura-comportamento elastico dei materiali. Correlazione struttura-comportamento plastico dei materiali. Correlazione struttura-altre proprietà dei materiali (termiche, elettriche). Modificazione delle proprietà dei materiali: costituenti microstrutturali dei materiali (soluzioni solide, fasi intermedie, ), trasformazioni di stato e relativi diagrammi (fusione/solidificazione, rafforzamento per precipitazione,), fondamenti dei trattamenti termici, evoluzione microstrutturale e conseguenze sulle proprietà. Generalità sulle principali classi di materiali di interesse ingegneristici (metallici, ceramici, polimerici, vetrosi). Cenni alle principali categorie e loro proprietà.
I leganti aerei: gesso e calce e relative applicazioni in edilizia. Introduzione al cemento e descrizione della norma UNI-EN 197-1. Il clinker di Portland: fabbricazione e costituenti mineralogici. Idratazione del cemento e prodotti di idratazione. Introduzione allo sviluppo delle caratteristiche meccaniche. Aggregati, proprietà dei calcestruzzi (lavorabilità, rapporto acqua-cemento, stagionatura). Introduzione al degrado nel cls: cause chimiche, fisiche e meccaniche. Il calcestruzzo armato precompresso. L’utilizzo degli additivi nel calcestruzzo.

Alcune ore saranno dedicate ai principi e alle tecniche di caratterizzazione della proprietà dei materiali e/o specifici diagrammi di stato.

Luca Bertolini, Materiali da Costruzione, seconda edizione, CittàStudi edizioni
Callister , Scienza e Ingegneria dei Materiali, terza edizione , Edises
lucidi delle lezioni messe a disposizione dal docente sul portale della didattica.

L’apprendimento dei contenuti del corso da parte degli studenti sarà verificata tramite una prova scritta, della durata di 2 ore, composta da 7/8 domande. A ciascuna domanda, a cui si richiede una risposta puntuale, articolata, esauriente e sintetica, viene assegnato un punteggio massimo di 5/30; il voto finale sarà fornito dalla somma delle votazioni parziali conseguite per ciascuna domanda. Un facsimile della prova d’esame viene reso disponibile e commentato dal docente in aula.