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.

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.

Lo studente deve possedere una cultura scientifica solida, con particolare riferimento a conoscenze di base nel settore della Chimica, Fisica e Analisi matematica.

Struttura dei materiali cristallini e amorfi; difetti reticolari (10 ore). Correlazione struttura-comportamento elastico dei materiali (5 ore). Correlazione struttura-comportamento plastico dei materiali (5 ore). Correlazione struttura-altre proprietà dei materiali (termiche, elettriche) (5 ore). Modificazione delle proprietà dei materiali: costituenti microstrutturali dei materiali (soluzioni solide, fasi intermedie), diagrammi di stato e trasformazioni (fusione/solidificazione, rafforzamento per precipitazione), fondamenti dei trattamenti termici, evoluzione microstrutturale e conseguenze sulle proprietà (15 ore). Generalità sulle principali classi di materiali di interesse ingegneristici (metallici, ceramici, polimerici, vetri); cenni alle principali categorie e loro proprietà (ore 10). Introduzione ai materiali compositi (5 ore).

Venticinque ore saranno dedicate ai principi ed alle tecniche di caratterizzazione e di misura delle proprietà dei materiali e ad esemplificazioni su diagrammi di stato. 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.

Sono elencati alcuni libri di riferimento. Il docente indicherà di volta in volta l¿opportuna bibliografia. M. Ashby, H. Shercliff, D. Cebon, Materiali. Dalla scienza alla progettazione ingegneristici Casa Editrice Ambrosiana (2009) W.F. Smith, Scienza e Tecnologia dei Materiali McGraw-Hill (2004) J.F. Shackelford Scienza e Ingegneria dei Materiali, Pearson-Paravia (2009)

Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale facoltativa;

Exam: Written test; Optional oral exam;

... 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. Un orale integrativo aggiuntivo può essere condotto successivamente a richiesta dello studente se allo scritto si è superata la soglia di 18/30. Durante l'esame non è consentito l'uso di appunti o libri. Un facsimile di prova d’esame sarà disponibile sul portale della didattica.

Gli studenti e le studentesse con disabilità o con Disturbi Specifici di Apprendimento (DSA), oltre alla segnalazione tramite procedura informatizzata, sono invitati a comunicare anche direttamente al/la docente titolare dell'insegnamento, con un preavviso non inferiore ad una settimana dall'avvio della sessione d'esame, gli strumenti compensativi concordati con l'Unità Special Needs, al fine di permettere al/la docente la declinazione più idonea in riferimento alla specifica tipologia di esame.