CHIMICA DEI MATERIALI

CHIMICA DEI MATERIALI

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iten
Codice
28083
ANNO ACCADEMICO
2019/2020
CFU
4 cfu al 3° anno di 8757 CHIMICA E TECNOLOGIE CHIMICHE (L-27) GENOVA

4 CFU al 2° anno di 9020 CHIMICA INDUSTRIALE (LM-71) GENOVA

4 CFU al 1° anno di 9020 CHIMICA INDUSTRIALE (LM-71) GENOVA

SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE
CHIM/03
LINGUA
Italiano
SEDE
GENOVA (CHIMICA E TECNOLOGIE CHIMICHE )
periodo
2° Semestre
propedeuticita

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Obiettivo principale è descrivere le caratteristiche e le proprietà dei materiali inorganici, sulla base della correlazione tra microstruttura e proprietà chimico-fisico-meccaniche e fornire i fondamenti della correlazione esistente tra la costituzione dei materiali ed il loro comportamento nelle diverse condizioni di lavorazione e di impiego.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Obiettivo del corso è l'acquisizione di competenze in:

- interpretazione di diagrammi di stato a tre o più componenti;

- comprensione delle correlazioni legame-struttura-proprietà  in alcune classi di materiali inorganici quali i ceramici e i vetri;

- comprensione di alcune teorie della chimica dello stato solido che descrivono specifici fenomeni come i meccanismi di nucleazione e crescita o il comportamento di superfici ed interfacce.

PREREQUISITI

Nessuno

Modalità didattiche

Lezioni frontali

PROGRAMMA/CONTENUTO

Richiamo delle caratteristiche generali di diagrammi di stato a due componenti. Diagrammi di stato a tre componenti. Triangolo di Gibbs delle composizioni. Sezioni isoterme ed isoplete. Proiezioni (del liquidus). Sistemi ternari isomorfi. Combinazione di eutettici binari; campi trifasici. Equilibri invarianti ternari: eutettico ternario, transizione, peritettico ternario. Proiezione di liquidus ternario, campi di solidificazione primari, percorsi di solidificazione. Sezioni isoterme ternarie. Sezioni isoplete ternarie. Schema di reazione (diagramma di Scheil) e sua interpretazione. Esempi di sistemi intermetallici ternari: il sistema Al-Mg-Si e il sistema Co-Cr-Ni.

I materiali ceramici. Classificazione. Strutture cristalline: CsCl, NaCl, wurtzite, sfalerite, spinello, rutilo, allumina, fluorite, perowskite, ecc. I silicati e le loro strutture: ortosilicati, sorosilicati, ciclosilicati, fillosilicati, inosilicati, tectosilicati, … Le strutture della silice. Feldspati e zeoliti. Le argille: Kaolinite, Halloysite, Kyanite, Montmorillonite, … Le miche.I diagrammi di stato dei sistemi ceramici: SiO2, SiO2-Al2O3, Fe2O3-SiO2, MgO-SiO2, CaO-MgO, CaO-SiO2, MgO-SiO2-Al2O3, K2O-SiO2-Al2O3, … Materiali ceramici classici: terre cotte, terraglie, porcellane, ecc.

Trasformazioni di fase: per nucleazione e crescita, per decomposizione spinodale. Velocità di nucleazione, velocità di crescita, equazione di Avrami. Nucleazione omogenea: raggio critico e deltaG critico. Nucleazione eterogenea e tensione superficiale. Crescita: interfaccia diffusa ed interfaccia planare, velocità di crescita, crescita controllata dalla nucleazione o dalla diffusione. Decomposizione spinodale. Diagrammi T-T-T. I vetri e la loro struttura. Network formers e network modifiers. Diagrammi di stato di sistemi formatori di vetri. Proprietà dei vetri. Temperatura di transizione vetrosa. Metalli amorfi.

Superfici ed interfacce: definizioni termodinamiche. Fenomeni di interazioni solido-liquido ad alte temperature. Bagnabilità. Parametri che influiscono sulla bagnabilità. Bagnabilità non-reattiva, dissolutiva, reattiva. “Case Studies”: Sistemi reattivi e non-reattivi. Tecniche di Misura della tensione superficiale. Tecniche di Misura della bagnabilità. Interazioni metallo-ceramico e brasatura. I Diagrammi di Stato come supporto a processi reali di brasatura metallo-ceramico.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Introduction to Ceramics, 2nd Edition, by W. David Kingery,‎ H. K. Bowen,‎ Donald R. Uhlmann

Materiale didattico distribuito dal docente

DOCENTI E COMMISSIONI

Ricevimento: Tutti i giorni, su appuntamento

Commissione d'esame

GABRIELE CACCIAMANI (Presidente)

PAOLA RIANI

PAVLO SOLOKHA

NADIA PARODI

SIMONA DELSANTE

DIEGO COLOMBARA

SERENA DE NEGRI

MAURO GIOVANNINI

LEZIONI

Modalità didattiche

Lezioni frontali

INIZIO LEZIONI

Dal 2 marzo 2020 (secondo l'orario riportato su http://www.chimica.unige.it/didattica/orari_CTC  e/o https://corsi.unige.it/8757 )

ESAMI

Modalità d'esame

Prova orale finale.

L'esame orale è sempre condotto da due docenti di ruolo, ha una durata di almeno 30 minuti e verte su tutti gli argomenti svolti a lezione.

A scelta dello studente può consistere in:

a) domande poste dai docenti sugli argomenti svolti a lezione

oppure

b) seminario svolto dallo studente su un argomento concordato con il docente

 

Modalità di accertamento

Con le modalità sopra descritte, dato che almeno uno dei due docenti ha esperienza pluriennale di esami nella disciplina, la commissione è in grado di verificare con elevata accuratezza il raggiungimento degli obiettivi formativi dell'insegnamento. Quando questi non sono raggiunti, lo studente è invitato ad approfondire lo studio e ad avvalersi di ulteriori spiegazioni da parte del docente titolare. Il CCS garantisce la corrispondenza tra gli argomenti dell'esame e quelli effettivamente svolti durante il corso. A tal fine il docente responsabile rendere pubblico, all'inizio delle lezioni (in un sito, chiamato aula web riservato a docenti e studenti dell'Ateneo) il programma dettagliato. Inoltre, al termine dell'insegnamento, il registro delle lezioni viene pubblicato in un sito risrrvato ai membri del CCS ed ai rappresentanti degli studenti. In questo modo gli studenti stessi possono verificare l'aderenza a tale norma.