Il corso si propone di rendere note le conoscenze generali su natura e comportamento dei materiali più comuni di interesse per l'ingegneria civile; in particolare sono esposti i principi fondamentali del comportamento dei materiali in riferimento alle loro caratteristiche meccaniche ed all'influenza esercitata da composizione chimica, struttura, microstruttura e lavorazioni meccaniche. Sono presi in esame i materiali metallici, polimerici e ceramici, descrivendo i relativi processi di ottenimento, le proprietà e le applicazioni. Sarà infine trattata la problematica delle acque per uso civile ed industriale con particolare riferimento alle tecnologie di depurazione.

Lo studente acquisirà la conoscenza dei fondamenti della struttura dei materiali allo stato solido e delle caratteristiche microstrutturali che determinano la formazione dei vari tipi di solido. Alla luce di tali considerazioni lo studente apprenderà nozioni in merito alle tre classi fondamentali di materiali (metallici, polimerici, ceramici) con particolare riferimento alle tecnologie produttive e di trasformazione, alle proprietà ed ai mercati nei quali possono trovare applicazione.
Lo studente acquisirà inoltre i rudimenti relativi al trattamento delle acque per uso civile ed industriale e le problematiche ad essi connesse.

Chimica

-Presentazione del corso: argomenti trattati, impegno orario, difficoltà della materia, modalità d'esame.
· I solidi: classificazione. Solidi ionici, solidi covalenti, solidi metallici: legami, struttura e proprietà. L'ordine nei solidi. Cristalli e strutture cristalline. Stato vetroso. Solidi polimerici [4 ore]
· I solidi cristallini. Reticoli cristallini di strutture cubiche ed esagonali. Indicizzazione di direzioni e piani. Lacune ottaedriche e tetraedriche [4 ore].
· Difetti nei cristalli e rafforzamento di leghe. Difetti di punto: vacanze, difetti dei solidi ionici, soluzioni solide interstiziali e sostituzionali. Rafforzamento dei cristalli per soluzione solida. Dislocazioni di spigolo ed a vite. Linea di dislocazione. Vettore di Burger. Movimenti delle dislocazioni durante la deformazione plastica. Inserimento di atomi sostituzionali ed interstiziali attorno ad una dislocazione. Sistemi di scorrimento nei cristalli cubico facce centrato e cubico corpo centrato. Tensione critica di taglio in un monocristallo (legge di Schmid). Rafforzamento per incrudimento. Variazione della densità delle dislocazioni durante l'incrudimento. Bordi di grano e loro influenza sulla deformabilità dei cristalli. Solidi policristallini, microstruttura. [4 ore]
· Diffusione allo stato solido: I° e II° legge di Fick. Processi di nucleazione e crescita [2 ore].
· Equilibri di fase e trasformazioni di fase. Rappresentazione dei sistemi in condizioni di equilibrio: diagrammi di stato. Regole delle fasi e della leva. Eutettici, peritettici, composti intermedi. Situazioni di non-equilibrio, coring. Descrizione ed analisi dei diagrammi di stato di importanza pratica di tipo binario (Al-Cu, silice-allumina). Il diagramma ferro/carbonio: diagramma di stato Fe/cementite [8 ore].
· Materiali metallici: acciai e leghe leggere [6 ore].
· Materiali polimerici: Classificazione materiali polimerici. Materiali termoplastici: processi, proprietà. Materiali termoindurenti: processi,proprietà. Materiali elastomerici (gomme): processi, proprietà [4 ore].
· Materiali ceramici: struttura e classificazione funzionale. Tecnologia di fabbricazione componenti ceramici. Vetri. [6 ore].
· Cementi. [2 ore]
· Acque: generalità, classificazione e definizione delle caratteristiche fondamentali. Trattamenti delle acque ed esempi di impianti. [8 ore]

- Proprietà dei materiali: deformazioni elastiche e plastiche. Modulo elastico. Limite di snervamento. Resistenza a trazione, compressione. Durezza. Fatica meccanica. Dilatazione termica. Scorrimento (creep) Resilienza. Comportamento meccanico dei materiali. [4 ore]
- Esercitazioni sui diagrammi di stato binari, regola della leva-regola delle fasi-curve di raffreddamento [4 ore]

William F. Smith, 'Scienza e Tecnologia dei Materiali', McGraw-Hill Italia, Milano
Cesare Brisi, 'Chimica Applicata' Levrotto & Bella, Torino
Materiale didattico fornito dal Docente

Esame scritto ed orale.