Politecnico di Torino
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Anno Accademico 2009/10
01CFTEX, 01CFTFW
Scienza e tecnologia dei materiali ceramici
Corso di Laurea in Ingegneria Dei Materiali - Torino
Corso di L. Specialistica in Ingegneria Dei Materiali - Torino
Docente Qualifica Settore Lez Es Lab Tut Anni incarico
Fino Paolo ORARIO RICEVIMENTO O2 ING-IND/22 64 10 10 0 8
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-IND/22 7.5 B - Caratterizzanti Discipline dell'ingegneria
Obiettivi dell'insegnamento
Il corso si propone di fornire una cultura ingegneristica di base relativa ai materiali ceramici, con particolare enfasi alle correlazioni esistenti tra struttura, microstruttura e prestazione del materiale, sottolineando le potenzialitą di progettazione attraverso il controllo delle caratteristiche microstrutturali e dei parametri di processo nelle varie tappe della complessa processatura ceramica. Come esemplificazione viene approfondita la trattazione di alcuni materiali ceramici di particolare rilevanza industriale.
Prerequisiti
Scienza e Tecnologia dei Materiali
Programma
Cenni all'organizzazione cristallina dei principali materiali ceramici ossidici e non ossidici (allumina, zirconia, titania, silice e silicati, granati, perovskiti, spinelli, nitruri e ossinitruri, carburi e boruri).
Le polveri ceramiche: le caratteristiche attese in termini composizionali, superficiali, morfologici, di distribuzione granulometrica,.. Le principali tecniche di sintesi allo stato solido, per via umida, in fase gassosa. Confronto delle caratteristiche delle polveri in funzione della tecnica produttiva. La processatura delle polveri ceramiche: problematiche connesse alla comminuzione e alla miscelazione. Additivi di processo (tensioattivi, deflocculanti, coagulanti, plasticizzanti,'). Le tecniche di granulazione. Le proprietą di impacchettamento delle polveri. La preparazione di sospensioni: bagnabilitą, agglomerazione, stabilitą colloidale, comportamento reologico. Le tecniche di formatura: a secco, ad umido, in pasta. Tecniche di pressatura a freddo e a caldo, tecniche di getto in stampo, su nastro, estrusione, iniezione, cenni a tecniche particolari (deposizione da fase vapore, serigrafia, produzione di coatings,'). Essiccamento e eliminazione dei leganti e altri additivi.
La sinterizzazione. Gli aspetti termodinamici e cinetici che presiedono alla densificazione di un crudo ceramico. I fenomeni diffusivi e il loro ruolo sul ritiro e sull'eliminazione della porositą. La crescita di grano e il suo controllo. I meccanismi della sinterizzazione allo stato solido. La sinterizzazione in presenza di una fase liquida. La sinterizzazione reattiva. La sinterizzazione sotto pressione. Il ruolo degli additivi di sinterizzazione. Le tecniche di finitura dopo densificazione. Le proprietą dei materiali ceramici e correlazione con la loro composizione/struttura/microstruttura.
Proprietą termiche: capacitą termica, espansione termica, conduttivitą termica. Proprietą meccaniche: principi di meccanica della frattura applicata ai materiali fragili. Costanti elastiche, durezza, resistenza a rottura per compressione e flessione. Tenacitą a frattura e comportamento in curva R. Modulo di Weibull. Possibilitą di tenacizzazione dei materiali ceramici e suggerimenti per la progettazione. Comportamento ad usura. Comportamento in temperatura: resistenza allo scorrimento viscoso, allo shock termico, superplasticitą. Introduzione alle proprietą elettriche, magnetiche, ottiche.
Descrittiva di alcuni materiali ceramici di largo impiego industriale, quali materiali refrattari; materiali derivanti dall'argilla; materiali leganti; allumina.
I vetri (con particolare riguardo a quelli silicatici): caratteristiche composizionali, tecniche di formatura, proprietą, principali applicazioni industriali.
Laboratori e/o esercitazioni
Verteranno sulle principali tecniche di analisi composizionale, superficiale e di fase delle polveri ceramiche; analisi granulometriche e morfologiche delle polveri ceramiche; valutazione dell'area della superficie specifica; valutazione della densitą a crudo e dopo densificazione e della distribuzione porosimetrica; lo studio dilatometrico dei materiali ceramici crudi e sinterizzati; la microstruttura e lo studio dei bordi di grano.
Bibliografia
Dispense a cura del docente.
Testi di riferimento saranno suggeriti per le varie parti del Corso durante la discussione in aula.
Controlli dell'apprendimento / Modalitą d'esame
Prova scritta
Orario delle lezioni
Statistiche superamento esami

Programma definitivo per l'A.A.2009/10
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