Il corso affronta tematiche relative alla scienza e tecnologia dei materiali con particolare attenzione alla stretta correlazione esistente tra la struttura dei materiali , ai vari livelli di scala dimensionale, le tecniche di trasformazione e lavorazione dei componenti, le loro proprietà e prestazioni in esercizio, al fine fornire quei fondamentali strumenti di conoscenza e comprensione della natura e del comportamento dei materiali indispensabili per una selezione, una progettazione e un utilizzo consapevoli, efficaci e sostenibili.

_conoscere le principali classi di materiali, con particolare riferimento alla loro struttura, alle loro propreità e alle tecnologie di lavorazione 

_essere in grado di applicare la conoscenza a specifici problemi relativi alla progettaizone, caratterizzaizone e prestazioni dei materiali

_ essere in grado di commentare criticamente i risultati ottenuti ed effettuare selezioni dei materaili più idonei per specifiche applicaizoni

• Elementi di struttura e proprietà dello stato cristallino.. Reticoli cubici ed esagonale. Difetti reticolari. Difetti di punto e di linea. Dislocazioni.
• Caratterizzazione dei materiali e metodi di misura delle loro proprietà. Risposta dei materiali alle sollecitazioni meccaniche. Le prove meccaniche e il significato delle grandezze ricavabili.
• Transizioni di fase. Richiami di termodinamica. Nucleazione omogenea ed eterogenea. Velocità di nucleazione e sottoraffreddamento. Solidi policristallini. Dimensione del grano. Leggi di Fick e meccanismi di diffusione. Diagrammi di Stato. Sistemi binari. (solubilità totale, nulla e parziale, con formazione di composti, con trasformazioni peritettica e eutettica).
• Materiali metallici. Struttura delle leghe. Meccanismi di rafforzamento. Deformazione elastica e plastica. Diagramma ferrocarbonio. Gli acciai: velocità di raffreddamento e trasformazioni di fase; le curve isoterme; i trattamenti termici di ricottura, tempra, normalizzazione, rinvenimento; i trattamenti termochimici e termomeccanici. Caratteristiche principali dei materiali metallici di maggior interesse: acciai di uso generale e speciali, acciai inossidabili, leghe di nichel, leghe di rame, alluminio e titanio.
• Materiali polimerici. Reazioni di polimerizzazione. Cristallinità e transizioni di fase. Proprietà meccaniche e viscoelasticità. Polimeri termoplastici, termoindurenti ed elastomeri. Tecnologia di produzione e di lavorazione.
• Materiali cementizi. I leganti aerei: Il gesso e la calce. I leganti idraulici: la calce e il cemento Portland. Le reazioni di idratazione. Resistenza meccanica, permeabilità e stabilità dimensionale. I cementi di miscela. Proprietà. Cenni al mix design.
• Materiali ceramici. Argille. Processi di produzione. Materiali a pasta porosa e compatta, struttura, proprietà. Refrattari.
• Materiali Vetrosi. Composizione, struttura e proprietà.
• Materiali compositi. Struttura e proprietà tipologie. Applicazioni.
• Il degrado dei materiali. Cenni di corrosione dei metalli. Aspetti termodinamici e cinetici; la passività. Fattori relativi al metallo e all'ambiente. Corrosione generalizzata, localizzata e in presenza di sforzi. Il degrado delle strutture in cemento armato. Fenomeni di invecchiamento e di degrado dei materiali polimerici e dei compositi. Prevenzione del degrado. I metodi di prevenzione e di protezione: controllo delle caratteristiche del materiale e dell'ambiente, rivestimenti protettivi (organici e metallici), protezione catodica. Criteri di scelta dei materiali per impieghi industriali.

Conoscenze di base di chimica 

La preparazione conseguita dallo studente sarà valutata mediante una prova scritta mirata a verificare che lo studente abbia appreso le conoscenze teoriche relative alla scienza e tecnologia dei materaili e sia in grado di applicare la criticamente le conoscenze acquisite a specifici problemi relativi alla caratterizzazione, progettazione e selezione dei materiali

La prova scritta sarà organizzata in 3 sezioni: domande a risposta multipla, esercizi numerici, domande a tema.