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Scheda Riassuntiva
Anno Accademico 2014/2015
Scuola Scuola di Ingegneria Industriale e dell'Informazione
Insegnamento 089140 - SCIENZA E TECNOLOGIA DEI MATERIALI ELETTRICI
Docente Dotelli Giovanni
Cfu 8.00 Tipo insegnamento Monodisciplinare

Corso di Studi Codice Piano di Studio preventivamente approvato Da (compreso) A (escluso) Insegnamento
Ing Ind - Inf (1 liv.)(ord. 270) - MI (349) INGEGNERIA ELETTRICA* AZZZZ089140 - SCIENZA E TECNOLOGIA DEI MATERIALI ELETTRICI
Ing Ind - Inf (Mag.)(ord. 270) - MI (423) INGEGNERIA ELETTRICA* AZZZZ089140 - SCIENZA E TECNOLOGIA DEI MATERIALI ELETTRICI
Ing Ind - Inf (Mag.)(ord. 270) - MI (475) ELECTRICAL ENGINEERING - INGEGNERIA ELETTRICA* AZZZZ089140 - SCIENZA E TECNOLOGIA DEI MATERIALI ELETTRICI

Programma dettagliato e risultati di apprendimento attesi
Obiettivi e contenuti del corso L’obiettivo del corso è fornire allo studente la capacità di riconoscere i materiali che usa e di scegliere i materiali più opportuni per una determinata applicazione. Il corso si propone due obiettivi: 1) rendere l’allievo capace di riconoscere i materiali utilizzati nelle principali applicazioni di interesse per l’ingegneria elettrica (conduttori elettronici e semiconduttori, dielettrici, materiali magnetici) e individuarne le principali proprietà; verranno anche affrontati i principali meccanismi di degrado dei materiali di interesse per l’ingegneria elettrica, mentre saranno forniti solo rapidi cenni delle tecnologie di produzione dei materiali; 2) rendere l’allievo capace di comprendere il ruolo dei materiali in alcuni dispositivi di produzione e stoccaggio dell’energia elettrica (elettrochimici e fotovoltaici) e i principi di funzionamento di tali macchine.  Programma dettagliato del corso di:  Scienza e Tecnologia dei materiali elettrici Fondamenti di scienza dei materiali. Atomi, ioni e molecole. Lo stato solido e i cristalli. La classificazione dei materiali. Difetti nei solidi cristallini. Diffusione nei solidi. Soluzioni solide. Diagrammi di stato binari. Leghe. Conduttori elettronici. La conducibilità elettrica nei metalli e il modello di Drude. La regola di Mathiessen e di Nordheim. L’effetto Hall. L’alluminio e il rame. I materiali superconduttori. Semiconduttori. Modello a bande. Semiconduttori intrinseci ed estrinseci tipo p e n. Giunzioni p-n. Materiali magnetici. L’origine del magnetismo nei solidi. Tipi di magnetismo. Materiali magnetici hard e soft: proprietà e usi. Dielettrici. Polarizzazione elettrica dei materiali. Dielettrici ceramici e polimerici. Materiali ferroelettrici e piezoelettrici: sensori, attuatori e trasduttori. Isolanti elettrici liquidi e gassosi. Celle elettrochimiche. Celle galvaniche ed elettrolitiche: principio di funzionamento di una cella elettrochimica. Equazione di Nernst. Conduttori ionici. Il degrado dei metalli. La corrosione a secco e a umido. Il potenziale misto ed elementi galvanici in corto circuito. La velocità di corrosione. Le forme di corrosione. La protezione catodica e anodica. Dispositivi elettrochimici. Pile e batterie: principi di funzionamento. Batterie primarie e secondarie. Supercondensatori: principi di funzionamento. Celle a combustibile: principi di funzionamento. Tipologie di celle e sistemi integrati di produzione di energia elettrica. Dispositivi fotovoltaici. L’effetto fotovoltaico. Le celle fotovoltaiche: principi di funzionamento, tipologie, materiali.

Note Sulla Modalità di valutazione
L’esame è costituito da una prova scritta e una prova orale obbligatorie. E’ possibile effettuare le due prove in appelli diversi e il voto della prova scritta rimane valido per tutto l’anno accademico.

Bibliografia
Risorsa bibliografica facoltativaS.O.Kasap, Principles of electronic materials and devices, Editore: McGraw-Hill, Anno edizione: 2006, ISBN: 007-124458-1
Note:

testo di riferimento per il corso per alcuni capitoli specifici: cap. 1, 2 7 e 8

Risorsa bibliografica facoltativaP. Fulay, Electronic, Magnetic, and Optical Materials, Editore: CRC Press, Anno edizione: 2010, ISBN: 978-0-8493-9564-2
Note:

volume di consultazione per alcuni capitoli specifici del corso

Risorsa bibliografica facoltativaW.F. Smith - J. Hashemi, Scienza e tecnologia dei materiali, Editore: McGraw-Hill, Anno edizione: 2012, ISBN: 978-88-386-6765-7
Note:

testo generale di riferimento per molti argomenti del corso

Risorsa bibliografica facoltativaJ.M.D. Coey, Magnetism and magnetic materials, Editore: Cambridge, Anno edizione: 2011, ISBN: 978-0-521-81614-4 http://www.cambridge.org/us/academic/subjects/physics/condensed-matter-physics-nanoscience-and-mesoscopic-physics/magnetism-and-magnetic-materials
Risorsa bibliografica facoltativaR.E.Hummel, Electronic properties of materials, Editore: Springer, Anno edizione: 2011, ISBN: 978-1-4419-8163-9

Mix Forme Didattiche
Tipo Forma Didattica Ore didattiche
lezione
48.0
esercitazione
32.0
laboratorio informatico
0.0
laboratorio sperimentale
0.0
progetto
0.0
laboratorio di progetto
0.0

Informazioni in lingua inglese a supporto dell'internazionalizzazione
Insegnamento erogato in lingua Italiano
Disponibilità di materiale didattico/slides in lingua inglese
Disponibilità di libri di testo/bibliografia in lingua inglese
Possibilità di sostenere l'esame in lingua inglese
Disponibilità di supporto didattico in lingua inglese
schedaincarico v. 1.6.1 / 1.6.1
Area Servizi ICT
18/02/2020