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'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 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 renderle 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 per poter interpretare gli standard internazionali e comprendere la letteratura scientifica internazionale.

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

Richiami sul legame atomico. Struttura dei materiali cristallini e amorfi; difetti reticolari. La diffusione di materia allo stato solido. Nucleazione e crescita. 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 in condizione di equilibrio e relativi diagrammi di stato (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, vetri, polimerici); cenni alle principali categorie e loro proprietà. Introduzione ai materiali compositi.

Lezioni frontali Laboratorio di prove meccaniche a squadre Laboratorio di caratterizzazione dei materiali. Tale laboratorio prevede la stesura di una relazione di gruppo che viene valutata e concorre al calcolo del voto complessivo. Esercitazioni in aula su cristallografia, diagrammi di stato, diffusione

Sono elencati alcuni libri di riferimento. I tre testi indicati sono molto simili tra loro, pertanto si lascia allo studente la scelta valutando quale sia più facile recuperare. 1) W.F. Smith, Scienza e Tecnologia dei Materiali, McGraw-Hill 2) W.D. Callister, Scienza ed Ingegneria dei Materiali, EDISES 3) J.F. Shackelford, Scienza e Ingegneria dei Materiali, Pearson-Paravia Il testo indicato nel seguito affronta gli argomenti con un approccio diverso e può essere considerato come una lettura di approfondimento per chi lo desidera: M. Ashby, Materiali. Dalla scienza alla progettazione ingegneristica, Casa Editrice Ambrosiana

Slides; Libro di testo; Video lezioni tratte da anni precedenti;

Modalità di esame: Elaborato scritto prodotto in gruppo; Prova scritta in aula tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo;

Exam: Group essay; Computer-based written test in class using POLITO platform;

... Il voto finale si compone dalla somma del risultato di un esame scritto e di un elaborato scritto prodotto in gruppo. Se si supera 30,5 si ottiene la lode. L’esame scritto 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. Tale verifica sarà effettuata attraverso lo svolgimento di una prova scritta di 1,5 ore senza l'aiuto di appunti o libri. La prova scritta consiste di 10 domande a risposta multipla che valgono 2 punti ciascuno e 2 domande a risposta aperta che valgono 4 punti. Le domande possono richiedere l'esecuzione di calcoli (a tal proposito si faccia riferimento agli esercizi visti durante l'insegnamento). Può anche essere richiesto di rappresentare grafici (per esempio tracciare diagrammi di stato o risultati qualitativi di prove meccaniche ecc). Pertanto è possibile totalizzare in questo modo un massimo di 28 punti. Un facsimile di prova d’esame sarà disponibile sul portale della didattica. L'elaborato scritto sarà la relazione finale di gruppo relativa alle attività viste durante il laboratorio di caratterizzazione dei materiali. Il valore dell'elaborato è un massimo di 4 punti. Per gli studenti che non partecipano all’attività di laboratorio, l’accertamento di questi contenuti verrà effettuato in sede di esame (modalità scritta o orale in funzione della numerosità degli studenti iscritti all’appello).

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.