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. Al termine dell'insegnamento si chiederà allo studente di: - conoscere la terminologia internazionale della scienza dei materiali, in particolare quella inglese. - conoscere la struttura dei materiali e la dipendenza delle loro proprietà macroscopiche dalla medesima; - conoscere la possibilità di applicare lee conoscenze di base alla modifica delle proprietà del materiale, per renderle più adatte alla specifica applicazione, tramite i diagrammi di stato ed i trattamenti termici; - avere consapevolezza dell'importanza della selezione dei materiali in modo che essi rispondano adeguatamente ai requisiti di progetto; saper fare tale selezione sulla base delle proprietà dei materiali metallici, ceramici, vetrosi, polimerici e compositi.

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

Gli insegnamenti di Scienza e Tecnologia dei Materiali presentano contenuti comuni alla formazione dell'Ingegnere, riassumibili nei punti seguenti: - Terminologia internazionale relativa alla scienza dei materiali - 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, ottiche, elettriche, resistenza alla corrosione). - Modifica 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. - Generalità sulle principali classi di materiali di interesse ingegneristici (metallici, ceramici, polimerici, vetri, compositi). Cenni alle principali categorie e loro proprietà. Tali contenuti occupano almeno 3,5 cfu e possono essere integrati dal Docente responsabile con approfondimenti specifici su materiali e tecnologie finalizzati ad ogni Corso di Studi.

L’insegnamento è strutturato in: - 45 ore di lezione in aula, mirate allo sviluppo di conoscenze relative alle tipologie di materiali, ai loro legami chimici, alla loro struttura e microstruttura, alle loro proprietà e alle strategie tecnologiche per la produzione di materiali e per la modulazione delle loro proprietà (come descritto in dettaglio nel programma). - 15 ore di esercitazione in aula mirate a stimolare l’abilità di applicare le conoscenze acquisite nella risoluzione di problemi pratici. Saranno affrontati esercizi numerici su proprietà cristallografiche, meccaniche, termiche e sui diagrammi di stato. Saranno inoltre presentate e discusse le tecniche di caratterizzazione dei materiali e le tecnologie produttive o di modifica degli stessi per fornire agli studenti strumenti per la loro selezione e analisi critica

Dispense fornite dal docente. 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 (2004) William D. Callister Scienza e Ingegneria dei Materiali: una introduzione

Slides; Libro di testo; Esercizi risolti; Video lezioni tratte da anni precedenti; Materiale multimediale ;

Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Prova scritta in aula tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo;

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

... Obiettivi che l'esame intende accertare, coerentemente con i risultati di apprendimento attesi: l'esame è strutturato in modo da verificare le conoscenze acquisite dallo studente in merito alla struttura ed alle proprietà dei materiali ed alle correlazioni fra le medesime, nonchè in modo da verificare la capacità dello studente di elaborare le conoscenze acquisite e di saper fare, in modo autonomo, scelte e valutazioni dei materiali più adatti per una specifica applicazione nel campo biomedico. Lo scritto avrà la durata di 70 minuti, più almeno 15 minuti per consentire accesso e chiusura. Consterà di 18 domande, di cui: · 4 esercizi numerici sugli argomenti trattati durate le esercitazioni (totale 6 punti). · 2 esercizi sui diagrammi di stato (totale 6 punti). · 5 domande a risposta aperta su tutto il programma (totale 10 punti). · 7 quiz multiscelta su tutto il programma (totale 9 punti). Il punteggio massimo totale sarà 31 punti, pari a 30L. La sufficienza si ha con 18 punti. Per i quiz multiscelta ad ogni risposta sbagliata sarà applicata una penalizzazione (-0,3 punti). Alle risposte sbagliate alle altre tipologie di domanda non saranno applicate penalizzazioni (verrà dato un punteggio inferiore a quello massimo a seconda della gravità dell'errore, minimo 0 punti). Ogni risposta non data varrà 0 punti.

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.