L’insegnamento è finalizzato a fornire criteri e strumenti per la progettazione di processi e impianti relativi all’ingegneria dei materiali ed in particolare alla produzione di rivestimenti di superficie. Scopo del corso è permettere allo studente di acquisire familiarità con i principi, le attrezzature e il funzionamento delle operazioni unitarie tipicamente impiegate negli impianti per i trattamenti di superficie. Ad integrazione di questo obiettivo, l’insegnamento include la trattazione dei fenomeni di trasporto di calore e materia inerenti alle trasformazioni dei materiali, offrendo allo studente strumenti progettuali utilizzabili in ambiti applicativi più ampi di quello esaminato.

Una volta completato il percorso di questo insegnamento, lo studente sarà in grado di

• conoscere e comprendere i fenomeni di trasporto di calore e materia che riguardano le trasformazioni e l’impiego dei materiali;
• applicare le conoscenze acquisite per trattare problemi di scambio termico e di materia nell’ambito dell’ingegneria dei materiali;
• comprendere in modo approfondito le caratteristiche di funzionamento delle tipiche apparecchiature e operazioni unitarie;
• eseguire calcoli di progetto per le principali operazioni unitarie;
• proporre la selezione più appropriata di operazioni e condizioni operative di un impianto destinato ad una specifica applicazione.

I principali argomenti dell’insegnamento sono

• Trasporto di calore per conduzione, convezione e irraggiamento; equazioni di bilancio in regime dipendente dal tempo e loro risoluzione in applicazioni inerenti alle tecnologie dei materiali; stima dei coefficienti di scambio termico; trasferimento di calore interfase, stampaggio ad iniezione dei polimeri, leghe amorfe massive: proprietà e metodi di produzione.
• Trasporto di massa per diffusione e convezione; trasferimento di massa interfase ed applicazione ai processi di trasformazione dei materiali; aspetti cinetici dei processi di deposizione chimica da vapore (CVD); stabilità degli ossidi e materiali per alte temperature.
• Criteri di progettazione di processi e impianti per i trattamenti di superficie; operazioni unitarie tipicamente impiegate in questi impianti: sedimentazione, filtrazione, coagulazione, flocculazione, flottazione, purificazione, evaporazione; controllo delle emissioni. Si prevede di integrare questa parte con seminari tenuti da esperti che operano in aziende del settore.

Conoscenza dei fondamenti di Chimica, Fisica, Analisi matematica e Meccanica dei fluidi.

L'esame consiste in una discussione orale ed inizia con l'esposizione di un modello o progetto semplificato di un processo attinente agli argomenti dell'insegnamento, elaborato dallo studente.

Nel corso dell'esame, sarà richiesto allo studente di spiegare e discutere in modo critico altre parti del programma, evidenziando l'ambito di validità dell'approccio seguito e le conclusioni che ne derivano. Lo studente dovrà anche dimostrare di saper applicare le conoscenze acquisite alla risoluzione di problemi pratici.