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 sulle correlazioni tra struttura, microstruttura e prestazioni del materiale. Si illustrano le potenzialità di materiali tradizionali ed innovativi considerando come il controllo delle loro caratteristiche microstrutturali ne influenza il comportamento. La trattazione è finalizzata alla comprensione di come le proprietà di un materiale possano significativamente condizionare la fase di scelta, nell'ambito del processo progettuale. Accanto agli approfondimenti teorici, si dedica spazio ad esempi illustrativi che consentano a studenti e studentesse di riflettere su come le proprietà dei materiali e la loro modifica mirata siano alla base di una corretta selezione e progettazione. Particolare enfasi è quindi posta sui concetti di base della scienza dei materiali con riferimenti anche alla tecnologia ed ai processi di produzione.

L'insegnamento si propone l'obiettivo generale di fornire una formazione di base sui materiali, includendo aspetti scientifici e tecnologici e fornendo linee guida per utilizzare le conoscenze acquisite in strumenti sfruttabili in fase di progettazione. Al termine dell'insegnamento si chiederà a studenti e studentesse 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; - saper applicare le conoscenze di base per la modifica delle proprietà di un materiale, per renderle più adatte alla specifica applicazione, tramite, ad esempio, i diagrammi di stato ed i trattamenti termici; - avere consapevolezza dei criteri di 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.

E' necessario possedere una cultura scientifica solida, con particolare riferimento a conoscenze di base nel settore della chimica.

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; costituenti microstrutturali dei materiali (soluzioni solide, fasi intermedie) - Correlazione della struttura col comportamento elastico, plastico e con le altre proprietà dei materiali (termiche, ottiche, resistenza alla corrosione). - Modifica delle proprietà dei materiali: 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 ingegneristico (metallici, ceramici, polimerici, vetri, compositi) e sulle loro proprietà. Tali contenuti occupano almeno 3,5 cfu e possono essere integrati dalla Docente responsabile con approfondimenti specifici su materiali e tecnologie finalizzati ad ogni Corso di Studi.

Le docenti di questo insegnamento svolgono nell’a.a. 2026/27 una sperimentazione didattica per l’attivazione di un Nuovo Modello Formativo; gli studenti e le studentesse riceveranno informazioni dettagliate nella prima lezione dell’insegnamento.

- 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 ed alle tecnologie per la modulazione delle loro proprietà (come descritto in dettaglio nel programma). Potranno essere utilizzate modalità didattiche di Team-Based Learning o simili per cimentarsi con casi di studio. - 13.5 ore di esercitazione in aula mirate a stimolare l’abilità di applicare le conoscenze acquisite nella risoluzione di esercizi. 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 per fornire strumenti per la loro selezione e analisi critica. - 1.5 ore di laboratorio. Il laboratorio offrirà agli studenti una panoramica sulla determinazione sperimentale delle principali proprietà meccaniche illustrate e discusse a lezione.

Dispense fornite dalla docente. Sono elencati alcuni libri di riferimento. la 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 ;

Modalita 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;

... Prova scritta (in aula); Prova scritta in aula tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo; Obiettivi che l'esame intende accertare, coerentemente con i risultati di apprendimento attesi: l'esame è strutturato in modo da verificare le conoscenze acquisite in merito alla struttura ed alle proprietà dei materiali ed alle correlazioni fra le medesime, nonchè in modo da verificare la capacità 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 80 minuti, più¹ almeno 15 minuti per consentire accesso e chiusura. 16 domande, di cui: - 4 esercizi numerici da 2 punti ciascuno (totale 8 punti). - 2 quesiti sui diagrammi di stato da 3 punti ciascuno (totale 6 punti). - 4 quesiti a risposta aperta su tutto il programma da 2 punti ciascuno (totale 8 punti). - 6 quiz multiscelta su tutto il programma da 1,5 punti ciascuno (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 di eventuali errori, minimo 0 punti). Ogni risposta non data varrà 0 punti. Durante l’anno saranno proposte alcune attività facoltative, come la preparazione di un breve video e/o una prova d’esame in itinere. I punti acquisiti mediante tali attività/prove resteranno validi per un A.A. E' possibile totalizzare il punteggio di 30L all'esame finale anche senza aver sostenuto la prova in itinere o aver svolto altre attività facoltative. Il punteggio massimo complessivo acquisibile tramite le attività/prove facoltative è di 4 punti. Ulteriori dettagli saranno forniti a lezione.

Gli studenti e le studentesse con disabilita 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'Unita Special Needs, al fine di permettere al/la docente la declinazione piu idonea in riferimento alla specifica tipologia di esame.